Jak je vytvořeno rotující magnetické pole v statoru?

Princip generování rotujícího magnetického pole v statoru

V elektrickém motoru se rotující magnetické pole uvnitř statoru generuje specifickým procesem, který zahrnuje základní principy elektromagnetismu. Zde je detailní vysvětlení:

Základní principy

Generování rotujícího magnetického pole primárně závisí na třífázovém střídavém proudu a konfiguraci třífázových cívek. Konkrétně, když se třífázový střídavý proud aplikuje na třífázové cívky na statoru (tyto cívky jsou ve fázovém úhlu ve vzdálenosti 120°), vzniká mezi státorem a rotorem rotující magnetické pole. Tento proces lze pochopit prostřednictvím následujících kroků:

Úvod třífázového střídavého proudu

Nejprve se třífázový střídavý proud zavede do třífázových civek statoru. Tyto tři fáze střídavého proudu mají stejnou frekvenci, ale mezi nimi je fázový rozdíl 120°. Tento fázový rozdíl zajistí, že změny proudu nebudou současné ve všech cívkách, ale budou se střídat v pořadí.

Vytvoření magnetických polí a rotace

Když proud teče skrz cívky, generuje se kolem nich magnetické pole. Díky fázovému rozdílu třífázového proudu nejsou tyto magnetické pole statická, ale pohybují se v prostoru s časem. Konkrétně, když dosáhne proudu v jedné cívce svého vrcholu, proudy v ostatních dvou cívkách jsou v různých fázích (například jeden je blízko nuly a druhý se blíží k vrcholu). Tyto změny proudu způsobují, že směr a síla magnetického pole se neustále mění v prostoru, což vytváří rotující magnetické pole.

Směr rotujícího magnetického pole

Směr rotujícího magnetického pole závisí na fázovém pořadí třífázového proudu. Pokud se třífázový proud mění v pořadí U-V-W, vznikající rotující magnetické pole bude v prostoru rotovat ve směru hodinových ručiček. Naopak, pokud se pořadí jakéhokoli dvou fází cívek prohodí (například stane se U-W-V), rotující magnetické pole bude rotovat proti směru hodinových ručiček.

Faktory

Rychlost rotujícího magnetického pole není spojena pouze s frekvencí proudu, ale také s počtem dvojic pólů. Pro motor s dvěma póly je otáčející se rychlost magnetického pole rovna rychlosti změny třífázového střídavého proudu. Pro motor s čtyřmi póly je však rychlost rotujícího magnetického pole snížena o polovinu.

Shrnutí

V závěru, rotující magnetické pole v statoru je dosaženo dodáním třífázového střídavého proudu s fázovým rozdílem 120° do třífázových civek. Tato konfigurace umožňuje, aby se magnetické pole neustále pohybovalo v prostoru, což vytváří rotující magnetické pole. Měněním fázového pořadí proudu lze změnit směr rotujícího magnetického pole; a měněním frekvence proudu nebo počtu dvojic magnetických pólů lze upravit rychlost rotujícího magnetického pole. Tento princip je široce využíván v různých typech elektrických motorů, včetně třífázových indukčních motorů a synchronních motorů.