كيف يتم إنتاج المجال المغناطيسي الدوار في الستاتور؟

مبدأ توليد المجال المغناطيسي الدوار في الستاتور

في المحرك الكهربائي، يتم توليد المجال المغناطيسي الدوار داخل الستاتور من خلال عملية محددة تتضمن المبادئ الأساسية للكهرومغناطيسية. إليك شرح مفصل:

المبادئ الأساسية

يعتمد توليد المجال المغناطيسي الدوار بشكل أساسي على التيار الكهربائي ثلاثي الطور وترتيب ملفات الطور الثلاثة. بصفة خاصة، عندما يتم تطبيق التيار الكهربائي ثلاثي الطور على ملفات الطور الثلاثة في الستاتور (وهي متباعدة بمقدار 120 درجة كهربية في الفضاء)، يتم إنتاج مجال مغناطيسي دوار بين الستاتور والروتور. يمكن فهم هذه العملية من خلال الخطوات التالية:

تقديم التيار الكهربائي ثلاثي الطور

أولاً، يتم تقديم التيار الكهربائي ثلاثي الطور إلى ملفات الطور الثلاثة في الستاتور. هذه الأطوار الثلاثة من التيار الكهربائي لها نفس التردد ولكن مع فرق طوري قدره 120 درجة بينها. يضمن هذا الفرق الطوري أن تغييرات التيار لا تحدث في جميع الملفات في الوقت نفسه بل تتناوب بالترتيب.

تشكيل المجالات المغناطيسية والدوران

عندما يتدفق التيار عبر الملفات، فإنه يولد مجالاً مغناطيسياً حولها. بسبب الفرق الطوري في التيار ثلاثي الأطوار، فإن هذه المجالات المغناطيسية ليست ثابتة بل تتحرك عبر الفضاء مع مرور الوقت. بصفة خاصة، عندما يصل التيار في ملف واحد إلى ذروته، تكون التيارات في الملفين الآخرين في مراحل مختلفة (على سبيل المثال، أحدهما قريب من الصفر والآخر يقترب من الذروة). تؤدي هذه التغيرات في التيار إلى تغيير مستمر في اتجاه وقوة المجال المغناطيسي في الفضاء، مما يشكل مجالاً مغناطيسياً دواراً.

اتجاه المجال المغناطيسي الدوار

يعتمد اتجاه المجال المغناطيسي الدوار على تسلسل الأطوار الثلاثة للتيار. إذا تغير التيار ثلاثي الطور بترتيب U-V-W، فإن المجال المغناطيسي الناتج سيقوم بالدوران عكس اتجاه عقارب الساعة في الفضاء. على العكس، إذا تم تبديل تسلسل أي طورين من ملفات الطور (على سبيل المثال، ليصبح U-W-V)، فإن المجال المغناطيسي الدوار سيقوم بالدوران في اتجاه عقارب الساعة.

العوامل

تتعلق سرعة المجال المغناطيسي الدوار ليس فقط بتردد التيار ولكن أيضاً بعدد أزواج القطب. بالنسبة للمحرك ذو القطبين، فإن سرعة المجال المغناطيسي الدوار تساوي معدل تغير التيار الكهربائي ثلاثي الطور. ومع ذلك، بالنسبة للمحرك ذو الأقطاب الأربعة، فإن سرعة المجال المغناطيسي الدوار تكون نصف ذلك.

ملخص

باختصار، يتم تحقيق المجال المغناطيسي الدوار في الستاتور بتزويد ملفات الطور الثلاثة بتيار كهربائي ثلاثي الطور بفرق طوري قدره 120 درجة. تمكن هذه التكوينة المجال المغناطيسي من الحركة المستمرة في الفضاء، مما يشكل مجالاً مغناطيسياً دواراً. يمكن تغيير اتجاه المجال المغناطيسي الدوار عن طريق ضبط تسلسل الطور، ويمكن تنظيم سرعته عن طريق تغيير تردد التيار أو عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية. يستخدم هذا المبدأ على نطاق واسع في أنواع مختلفة من المحركات الكهربائية، بما في ذلك المحركات الشائعة الإثارة والمحركات المتزامنة.