چگونه میدان مغناطیسی چرخان در استاتور تولید می‌شود

پرینسیپ تولید میدان مغناطیسی چرخان در استاتور

در یک موتور الکتریکی، میدان مغناطیسی چرخان درون استاتور از طریق فرآیند خاصی که شامل اصول بنیادی الکترومغناطیس است، تولید می‌شود. در ادامه توضیحات دقیق آمده است:

اصول بنیادی

تولید میدان مغناطیسی چرخان عمدتاً به جریان متناوب سه‌فاز و تنظیم پیچهای سه‌فاز بستگی دارد. به طور خاص، وقتی جریان متناوب سه‌فاز به پیچهای سه‌فاز استاتور (که با اختلاف ۱۲۰ درجه در زاویه الکتریکی در فضا قرار دارند) اعمال می‌شود، یک میدان مغناطیسی چرخان بین استاتور و روتور تولید می‌شود. این فرآیند می‌تواند از طریق مراحل زیر درک شود:

مقدمه جریان متناوب سه‌فاز

ابتدا، جریان متناوب سه‌فاز به پیچهای سه‌فاز استاتور وارد می‌شود. این سه فاز جریان متناوب دارای فرکانس یکسان هستند اما اختلاف فاز ۱۲۰ درجه بین آنها وجود دارد. این اختلاف فاز مطمئن می‌کند که تغییرات جریان به طور همزمان در تمام پیچها رخ ندهند بلکه به ترتیب متناوب اتفاق بیفتند.

تشکیل میدان‌های مغناطیسی و چرخش

وقتی جریان از طریق پیچها می‌گذرد، یک میدان مغناطیسی حول آنها تولید می‌شود. به دلیل اختلاف فاز در جریان‌های سه‌فاز، این میدان‌های مغناطیسی ثابت نیستند بلکه با گذشت زمان در فضا حرکت می‌کنند. به طور خاص، وقتی جریان در یک پیچ به حداکثر می‌رسد، جریان‌های دو پیچ دیگر در مراحل مختلفی هستند (به عنوان مثال، یکی نزدیک به صفر و دیگری به حداکثر میل می‌کند). این تغییرات در جریان باعث تغییر مداوم جهت و قدرت میدان مغناطیسی در فضا می‌شود و یک میدان مغناطیسی چرخان تشکیل می‌دهند.

جهت میدان مغناطیسی چرخان

جهت میدان مغناطیسی چرخان به توالی فاز جریان سه‌فاز بستگی دارد. اگر جریان سه‌فاز به ترتیب U-V-W تغییر کند، میدان مغناطیسی چرخان در فضا به صورت ساعت‌گرد چرخ خواهد کرد. برعکس، اگر توالی جریان دو فاز از پیچها (به عنوان مثال، U-W-V) تعویض شود، میدان مغناطیسی چرخان به صورت پادساعت‌گرد چرخ خواهد کرد.

عوامل

سرعت میدان مغناطیسی چرخان نه تنها به فرکانس جریان بستگی دارد بلکه به تعداد جفت‌های قطب نیز وابسته است. برای یک موتور دو قطبی، سرعت چرخش میدان مغناطیسی برابر با نرخ تغییر جریان متناوب سه‌فاز است. اما برای یک موتور چهار قطبی، سرعت چرخش میدان مغناطیسی نصف می‌شود.

خلاصه

برای خلاصه، میدان مغناطیسی چرخان در استاتور با تامین جریان متناوب سه‌فاز با اختلاف فاز ۱۲۰ درجه به پیچهای سه‌فاز تحقق می‌یابد. این تنظیم امکان می‌دهد که میدان مغناطیسی به طور مداوم در فضا حرکت کند و یک میدان مغناطیسی چرخان تشکیل دهد. با تعدیل توالی فاز جریان، جهت میدان مغناطیسی چرخان تغییر می‌کند؛ و با تغییر فرکانس جریان یا تعداد جفت‌های قطب مغناطیسی، سرعت چرخش میدان مغناطیسی تنظیم می‌شود. این اصل در انواع مختلف موتورهای الکتریکی از جمله موتورهای القایی سه‌فاز و موتورهای همگام استفاده می‌شود.