คุณสามารถอธิบายการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสและทำไมมันไม่มีสนามแม่เหล็กหมุนได้ไหม

หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส (หรือเรียกว่ามอเตอร์แบบไม่ซิงโครนัส) ขึ้นอยู่กับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กหมุนที่สร้างขึ้นโดยวงจรขดลวดสเตเตอร์กับกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในโรเตอร์ แท้จริงแล้วหนึ่งในคุณสมบัติสำคัญของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสคือความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็กหมุน ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มทำงานและการดำเนินงานของมอเตอร์ รายละเอียดต่อไปนี้จะอธิบายหลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสและวิธีการสร้างสนามแม่เหล็กหมุน

หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส

• วงจรขดลวดสเตเตอร์: สเตเตอร์เป็นส่วนที่คงที่ของมอเตอร์ที่มีวงจรขดลวดสามชุดที่สอดคล้องกับแต่ละเฟสของไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟส วงจรขดลวดสามชุดนี้อยู่ในมุม 120° ต่อกัน เมื่อมีการให้ไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟสเข้าไปในวงจรขดลวดทั้งสามชุด จะสร้างสนามแม่เหล็กหมุน

• สนามแม่เหล็กหมุน: เนื่องจากความแตกต่างของเฟสของไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟส สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยวงจรขดลวดสเตเตอร์จะแสดงผลเป็นการหมุนในพื้นที่ กล่าวคือเมื่อมีกระแสผ่านวงจรขดลวดสเตเตอร์ ทิศทางและตำแหน่งของสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนทิศทางของสนามแม่เหล็กหมุนนี้ขึ้นอยู่กับลำดับเฟสของกระแสไฟฟ้า คือลำดับ A-B-C หรือตรงกันข้าม

• โรเตอร์: โรเตอร์เป็นส่วนที่หมุนของมอเตอร์ มักประกอบด้วยคอนดักเตอร์ (เช่น แท่งทองแดงหรืออลูมิเนียม) ที่สร้างวงจรป้อนกลับในแกนกลางโรเตอร์ เมื่อสนามแม่เหล็กหมุนตัดผ่านคอนดักเตอร์โรเตอร์ กระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำในคอนดักเตอร์โรเตอร์ (ตามกฎของฟาราเดย์)

• แรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงบิด: กระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำจะปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กหมุนเพื่อสร้างแรงโลเรนตซ์ที่ขับเคลื่อนโรเตอร์ให้หมุน เนื่องจากความเร็วของโรเตอร์น้อยกว่าความเร็วซิงโครนัส จึงมีอัตราการลื่น (slip) ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถสร้างแรงบิดอย่างต่อเนื่อง

ทำไมสนามแม่เหล็กหมุนจึงเกิดขึ้น?

สนามแม่เหล็กหมุนเกิดขึ้นจากการแตกต่างของเฟสของไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟสในวงจรขดลวดสเตเตอร์ เพื่อความเฉพาะเจาะจง:

• ความแตกต่างของเฟส: ความแตกต่างของเฟสระหว่างเฟสต่างๆ ของไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟสคือ 120° หมายความว่าจุดสูงสุดและจุดศูนย์ของกระแสจะมีการเลื่อนเวลา

• การกระจายในพื้นที่: วงจรขดลวดสเตเตอร์อยู่ในมุม 120° ต่อกันในพื้นที่ ทำให้เมื่อมีกระแสผ่านวงจรขดลวด สนามแม่เหล็กจะสร้างผลเป็นการหมุนในพื้นที่

ทำไมต้องใช้สนามแม่เหล็กหมุน?

ความสำคัญของสนามแม่เหล็กหมุนสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสคือ:

• ความสามารถในการเริ่มทำงาน: สนามแม่เหล็กหมุนให้แรงบิดเริ่มต้นที่ทำให้โรเตอร์ที่หยุดนิ่งเริ่มหมุน

• การทำงานอย่างราบรื่น: เมื่อเริ่มทำงาน สนามแม่เหล็กหมุนจะปฏิสัมพันธ์กับกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในโรเตอร์เพื่อสร้างแรงบิดอย่างต่อเนื่อง ทำให้มอเตอร์ทำงานอย่างราบรื่น

• การส่งผ่านอย่างมีประสิทธิภาพ: สนามแม่เหล็กหมุนทำให้มอเตอร์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในช่วงความเร็วที่กว้าง และให้การควบคุมความเร็วที่ดี

สรุป

หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสคือการสร้างแรงบิดผ่านการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กหมุนที่สร้างขึ้นโดยวงจรขดลวดสเตเตอร์และกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในโรเตอร์ สนามแม่เหล็กหมุนเกิดขึ้นจากการแตกต่างของเฟสและการกระจายในพื้นที่ของไฟฟ้าสลับเฟสสามเฟสในวงจรขดลวดสเตเตอร์ สนามแม่เหล็กหมุนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มทำงานและการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องของมอเตอร์ เนื่องจากให้แรงบิดเริ่มต้นและแรงบิดอย่างต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับการทำงานอย่างราบรื่น ดังนั้นมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสจึงจำเป็นต้องและสามารถสร้างสนามแม่เหล็กหมุนได้