Как се генерира въртящото се магнитно поле в статора?

Принцип генериране на въртящо се магнитно поле в статора

В електрическия мотор въртящото се магнитно поле в статора се генерира чрез специфичен процес, който включва основни принципи на електромагнетизма. Ето подробно обяснение:

Основни принципи

Генерирането на въртящо се магнитно поле в основата зависи от трифазния променлив ток и конфигурацията на трифазните обмотки. Конкретно, когато трифазен променлив ток се приложи към трифазните обмотки в статора (тези обмотки са разположени на 120° електрически ъгъл в пространството), се образува въртящо се магнитно поле между статора и ротора. Този процес може да бъде разбран чрез следните стъпки:

Въвеждане на трифазен променлив ток

Първо, трифазен променлив ток се въвежда в трифазните обмотки на статора. Тези три фази на променливия ток имат еднаква честота, но фазово различие от 120° помежду си. Това фазово различие осигурява, че промените в тока не се случват едновременно във всички обмотки, а се чередуват последователно.

Формиране на магнитни полета и въртене

Когато ток протича през обмотките, той генерира магнитно поле около тях. Благодарение на фазовото различие в трифазния ток, тези магнитни полета не са статични, а се движат в пространството с времето. Конкретно, когато токът в една обмотка достигне пика си, токовете в другите две обмотки са в различни стадии (например, един е близо до нула, а другият се приближава към пика). Тези промени в тока причиняват посоката и силата на магнитното поле да се изменят непрекъснато в пространството, формирайки въртящо се магнитно поле.

Посоката на въртящото се магнитно поле

Посоката на въртящото се магнитно поле зависи от фазовата последователност на трифазния ток. Ако трифазният ток се променя в реда U-V-W, резултиращото въртящо се магнитно поле ще се върти по часовниковата стрелка в пространството. Обратно, ако се разменят фазите на всяка две обмотки (например, стане U-W-V), въртящото се магнитно поле ще се върти обратно на часовниковата стрелка.

Фактори

Скоростта на въртящото се магнитно поле не само зависи от честотата на тока, но и от броя на полюсните двойки. За двуполюсен мотор скоростта на въртящото се магнитно поле е равна на скоростта на промяната на трифазния променлив ток. За четириполюсен мотор обаче, скоростта на въртящото се магнитно поле е удвоена.

Резюме

Кратко казано, въртящото се магнитно поле в статора се постига чрез подаване на трифазен променлив ток с фазово различие от 120° към трифазните обмотки. Тази конфигурация позволява магнитното поле да се движи непрекъснато в пространството, формирайки въртящо се магнитно поле. Чрез регулиране на фазовата последователност на тока, посоката на въртящото се магнитно поле може да бъде променена; а чрез промяна на честотата на тока или броя на магнитните полюсни двойки, скоростта на въртящото се магнитно поле може да бъде регулирана. Този принцип се използва широко в различни видове електрически мотори, включително трифазни индукционни мотори и синхронни мотори.