Come viene prodotto il campo magnetico rotante nello statore?

Il principio di generazione di un campo magnetico rotante nello statore

In un motore elettrico, il campo magnetico rotante all'interno dello statore viene generato attraverso un processo specifico che coinvolge i principi fondamentali dell'elettromagnetismo. Ecco una spiegazione dettagliata:

Principi di base

La generazione di un campo magnetico rotante si basa principalmente sulla corrente alternata trifase e sulla configurazione degli avvolgimenti trifase. In particolare, quando la corrente alternata trifase viene applicata agli avvolgimenti trifase sullo statore (questi avvolgimenti sono distanziati di 120° in angolo elettrico nello spazio), viene prodotto un campo magnetico rotante tra lo statore e il rotore. Questo processo può essere compreso attraverso i seguenti passaggi:

Introduzione della corrente alternata trifase

In primo luogo, la corrente alternata trifase viene introdotta negli avvolgimenti trifase dello statore. Queste tre fasi di corrente alternata hanno la stessa frequenza ma una differenza di fase di 120° tra loro. Questa differenza di fase assicura che i cambiamenti di corrente non si verifichino simultaneamente in tutti gli avvolgimenti, ma piuttosto in sequenza.

La formazione dei campi magnetici e la rotazione

Quando la corrente scorre negli avvolgimenti, genera un campo magnetico intorno a essi. A causa della differenza di fase nella corrente trifase, questi campi magnetici non sono statici ma si muovono nello spazio nel tempo. Specificatamente, quando la corrente in un avvolgimento raggiunge il suo picco, le correnti negli altri due avvolgimenti sono in fasi diverse (ad esempio, una è vicina allo zero e l'altra sta avvicinandosi al picco). Questi cambiamenti di corrente causano la direzione e l'intensità del campo magnetico a variare continuamente nello spazio, formando un campo magnetico rotante.

La direzione del campo magnetico rotante

La direzione del campo magnetico rotante dipende dalla sequenza delle fasi della corrente trifase. Se la corrente trifase cambia nell'ordine U-V-W, il campo magnetico rotante risultante ruoterà in senso orario nello spazio. Al contrario, se la sequenza di qualsiasi due fasi degli avvolgimenti viene invertita (ad esempio, diventando U-W-V), il campo magnetico rotante ruoterà in senso antiorario.

Fattori

La velocità del campo magnetico rotante non è solo legata alla frequenza della corrente, ma anche al numero di coppie di poli. Per un motore a due poli, la velocità di rotazione del campo magnetico è uguale al tasso di variazione della corrente alternata trifase. Per un motore a quattro poli, tuttavia, la velocità del campo magnetico rotante è dimezzata.

Riassunto

In sintesi, il campo magnetico rotante nello statore viene ottenuto fornendo una corrente alternata trifase con una differenza di fase di 120° agli avvolgimenti trifase. Questa configurazione permette al campo magnetico di muoversi continuamente nello spazio, formando un campo magnetico rotante. Regolando la sequenza delle fasi della corrente, la direzione del campo magnetico rotante può essere cambiata; e modificando la frequenza della corrente o il numero di coppie di poli magnetici, la velocità del campo magnetico rotante può essere regolata. Questo principio è ampiamente utilizzato in vari tipi di motori elettrici, inclusi i motori asincroni trifase e i motori sincroni.