Hogyan jön létre a forgó mágneses tér a statorban?

A forgó mágneses mező előállításának elve a státorból

Az elektromos motorban a státorban lévő forgó mágneses mező egy specifikus folyamat révén jön létre, amely az elektromosság alapelveire épül. Itt van a részletes magyarázat:

Alapelvek

A forgó mágneses mező előállítása elsősorban háromfázisú váltakozó áramra és a háromfázisú tekercsek konfigurációjára támaszkodik. Kifejezetten, amikor háromfázisú váltakozó áramot vezetünk be a státor háromfázisú tekereibe (ezek a tekercsek térben elektrikusan 120°-kal vannak elhelyezve egymástól), akkor a státor és a rotor között keletkezik egy forgó mágneses mező. Ez a folyamat a következő lépésekkel értelmezhető:

Háromfázisú váltakozó áram bevezetése

Először is, háromfázisú váltakozó áramot vezetünk be a státor háromfázisú tekereibe. Ezek a három fázis ugyanazt a frekvenciát használják, de 120°-kal különböznek egymástól fázisszögben. Ez a fáziskülönbség biztosítja, hogy az áramváltozások ne történjenek egyszerre az összes tekercsben, hanem sorban.

Mágneses mezők kialakulása és forgása

Amikor áram folyik a tekereken, akkor ezek körül mágneses mezőt hoznak létre. A háromfázisú áramok fáziskülönbsége miatt ezek a mágneses mezők nem statikusak, hanem idővel térben mozognak. Kifejezetten, amikor az egyik tekercsben az áram csúcsértékét éri, a másik két tekercsben az áram különböző szakaszban van (pl. az egyik közel nullánál, a másik pedig a csúcsérték felé halad). Az áramváltozások ennek eredményeként a mágneses mező iránya és ereje folyamatosan változik térben, így forgó mágneses mezőt formálva.

A forgó mágneses mező iránya

A forgó mágneses mező iránya a háromfázisú áram fázisorrendjétől függ. Ha a háromfázisú áram U-V-W sorrendben változik, a keletkező forgó mágneses mező térben óramutató járásával fog forogni. Ellenkezőleg, ha bármely két fázis tekercseinek sorrendjét megcseréljük (pl. U-W-V lesz), akkor a forgó mágneses mező ellenkező irányban, óramutató járásával ellentétesen fog forogni.

Tényezők

A forgó mágneses mező sebessége nem csak az áram frekvenciájától függ, hanem a póluspárok számától is. Egy két-pólusú motornál a mágneses mező forgási sebessége megegyezik a háromfázisú váltakozó áram változási arányával. Egy négy-pólusú motor esetében azonban a forgó mágneses mező sebessége feleakkora.

Összefoglalás

Összefoglalva, a státorban lévő forgó mágneses mezőt a háromfázisú tekerekből álló rendszerbe 120°-kal különböző fázisszöggel háromfázisú váltakozó áram bevezetésével érik el. Ez a konfiguráció lehetővé teszi, hogy a mágneses mező folyamatosan mozogjon térben, így forgó mágneses mezőt formálva. Az áram fázisorrendjének módosításával a forgó mágneses mező irányát változtathatjuk, míg az áram frekvenciájának vagy a mágneses póluspárok számának módosításával a forgó mágneses mező sebességét szabályozhatjuk. Ez az elv széles körben használatos különböző típusú elektromos motorokban, beleértve a háromfázisú indukciós motorokat és szinkron motorokat is.