Možete li objasniti kako radi trofazni induktivni motor i zašto nema rotirajuće magnetsko polje

Radni princip trofaznih indukcijskih motora (poznatih i kao asinkroni motori) ovisi o elektromagnetskoj sili generiranoj interakcijom rotirajućeg magnetskog polja generiranog vitičnim zavojnicama statora s induciranim strujama u rotoru. U stvari, jedna od ključnih značajki trofaznog indukcijskog motora je njegova sposobnost generiranja rotirajućeg magnetskog polja, što je ključno za pokretanje i rad motora. U nastavku su detaljno opisani radni princip trofaznog indukcijskog motora i kako generira rotirajuće magnetsko polje.

Radni princip trofaznog indukcijskog motora

• Zavojnice statora: Stator je statični dio motora koji sadrži tri skupa zavojnica kojima odgovaraju pojedine faze trofazne izmjenljive struje. Tri skupa zavojnica su prostorno smješteni pod kutom od 120°. Kada se trofazna izmjenljiva struja primijeni na svaku od tri zavojnice, one generiraju rotirajuće magnetsko polje.

• Rotirajuće magnetsko polje: Zbog razlike faza trofazne izmjenljive struje, magnetsko polje generirano zavojnicama statora pokazuje rotacijski efekt u prostoru. To znači da kada struja prođe kroz zavojnice statora, smjer i položaj magnetskog polja stalno se mijenja, formirajući rotirajuće magnetsko polje.Smjer ovog rotirajućeg magnetskog polja ovisi o redoslijedu faza struje, to jest, A-B-C redoslijed ili obrnuto.

• Rotor: Rotor je rotirajući dio motora, obično sastavljen od vodilaca (poput bakrenih ili aluminijevih šipaka) koji čine zatvorenu petlju u jezgru rotora. Kada rotirajuće magnetsko polje presiječe vodila rotora, inducirana je struja u vodilac rotora (prema Faradayevoj zakonu elektromagnetske indukcije).

• Elektromagnetska sila i moment: Inducirana struja interagira s rotirajućim magnetskim poljem stvarajući Lorentzovu silu koja pokreće rotor. Budući da brzina rotora uvijek je niža od sinkrone brzine, postoji klizanje (slip), što je razlog za indukcijski motor da proizvodi kontinuirani moment.

Zašto se događa rotirajuće magnetsko polje?

Rotirajuće magnetsko polje uzrokovano je razlikom faza trofazne izmjenljive struje u zavojnicama statora. Konkretno:

• Razlika faza: Razlika faza između pojedinih faza trofazne AC struje iznosi 120°, što znači da su vrhovi i nule struje zamještene u vremenu.

• Prostorna distribucija: Zavojnice statora su međusobno smještene pod kutom od 120° u prostoru, tako da kada struja prođe kroz zavojnice, magnetsko polje formira rotacijski efekt u prostoru.

Zašto je potrebno rotirajuće magnetsko polje?

Važnost rotirajućeg magnetskog polja za trofazni indukcijski motor je ta što:

• Pokretačka sposobnost: Rotirajuće magnetsko polje pruža pokretački moment koji uzrokuje da statični rotor počne rotirati.

• Plynuli rad: Nakon pokretanja, rotirajuće magnetsko polje nastavlja interagirati s induciranom strujom u rotoru stvarajući kontinuirani moment, omogućujući motoru plynuti rad.

• Učinkovita prenosnica: Rotirajuće magnetsko polje omogućuje motoru da radi učinkovito u širokom rasponu brzina dok pruža dobru kontrolu brzine.

Sažetak

Radni princip trofaznog indukcijskog motora temelji se na generiranju momenta putem interakcije rotirajućeg magnetskog polja generiranog zavojnicama statora i inducirane struje u rotoru. Rotirajuće magnetsko polje uzrokovano je razlikom faza i prostornom distribucijom trofazne izmjenljive struje u zavojnicama statora. Rotirajuće magnetsko polje je neophodno za pokretanje i kontinuirani rad motora, jer pruža nužni pokretački moment i kontinuirani moment potreban za plynuti rad. Stoga, trofazni indukcijski motori zaista trebaju i mogu generirati rotirajuće magnetsko polje.