Lahko razložite kako deluje trifazni indukcijski motor in zakaj nima vrtečega magnetnega polja?

Delovanje treh-faznih indukcijskih motorjev (tudi znanih kot asinhroni motorji) je odvisno od elektromagnetske sile, ki jo generira vzajemna delovanje vrtečega se magnetnega polja, ustvarjenega zavojnicami statorja, in inducirane struje v rotorju. V resnici je ena ključnih značilnosti treh-faznega indukcijskega motorja njegova sposobnost ustvarjanja vrtečega se magnetnega polja, kar je ključno za zagon in delovanje motorja. Spodaj so podrobno opisana delovanje treh-faznega indukcijskega motorja in kako ustvari vrteče se magnetno polje.

Delovanje treh-faznega indukcijskega motorja

• Zavojnice statorja: Stator je stacionarni del motorja, ki vsebuje tri nize zavojnic, ki ustrezajo vsaki fazi treh-fazne izmenične struje. Tri nize zavojnic so prostorsko razmaknjene za 120° med seboj. Ko se treh-fazna izmenična struja prevede na vsako od treh zavojnic, ustvarijo vrteče se magnetno polje.

• Vrteče se magnetno polje: Zaradi faznega razlike treh-fazne izmenične struje, magnetno polje, ustvarjeno zavojnicami statorja, prikazuje vrteč učinek v prostoru. To pomeni, da, ko struja prehaja skozi zavojnice statorja, smer in položaj magnetnega polja stalno spreminjata, kar ustvarja vrteče se magnetno polje.Smer tega vrtečega se magnetnega polja je odvisna od faznega zaporedja struje, to je, A-B-C ali obratno.

• Rotor: Rotor je vrteči del motorja, običajno sestavljen iz vodil (na primer bakrenih ali aluminijastih ščitov), ki tvorijo zaprt cikel v jarku rotora. Ko vrteče se magnetno polje preseka vodilo rotora, se v vodilu rotora inducira struja (po Faradayevem zakonu elektromagnetske indukcije).

• Elektromagnetska sila in navor: Inducirana struja interagira z vrtečim se magnetnim poljem in ustvari Lorentzovo silo, ki pogoni rotor, da se vrti. Ker je hitrost rotora vedno manjša od sinhronne hitrosti, obstaja klizanje (slip), kar je razlog za neprekinjen navor, ki ga producira indukcijski motor.

Zakaj se pojavlja vrteče se magnetno polje?

Vrteče se magnetno polje je posledica fazne razlike treh-fazne izmenične struje v zavojnicah statorja. Natančneje:

• Fazna razlika: Fazna razlika med vsako fazo treh-fazne AC struje je 120°, kar pomeni, da so vrhovi in ničle struje v času razmaknjeni.

• Prostorska porazdelitev: Zavojnice statorja so prostorsko razmaknjene za 120° med seboj, tako da, ko struja prehaja skozi zavojnice, se magnetno polje v prostoru vrte.

Zakaj potrebujete vrteče se magnetno polje?

Pomembnost vrtečega se magnetnega polja za treh-fazni indukcijski motor je, da:

• Zmožnost zagona: Vrteče se magnetno polje zagotavlja navor, ki spodbuja, da stacionarni rotor začne vrteti.

• Gladko delovanje: Ko se zažene, vrteče se magnetno polje nadaljuje z interakcijo z inducirano strujjo v rotorju, da proizvede neprekinjen navor, kar omogoča gladko delovanje motorja.

• Učinkovita prenosnica: Vrteče se magnetno polje omogoča, da motor deluje učinkovito v širokem obsegu hitrosti, hkrati pa zagotavlja dobro nadzor hitrosti.

Sklep

Delovanje treh-faznega indukcijskega motorja temelji na ustvarjanju navora skozi vzajemno delovanje vrtečega se magnetnega polja, ustvarjenega zavojnicami statorja, in inducirane struje v rotorju. Vrteče se magnetno polje je posledica fazne razlike in prostorske porazdelitve treh-fazne izmenične struje v zavojnicah statorja. Vrteče se magnetno polje je bistveno za zagon in neprekinjeno delovanje motorja, saj zagotavlja potreben navor za zagon in neprekinjen navor, ki je potreben za gladko delovanje. Zato treh-fazni indukcijski motorji res potrebujejo in lahko ustvarijo vrteče se magnetno polje.