Hvordan produseres det roterende magnetfeltet i stator?

Prinsippet for å generere et roterende magnetfelt i stator

I en elektrisk motor genereres det roterende magnetfeltet i stator gjennom en spesifikk prosess som involverer grunnleggende prinsipper av elektromagnetisme. Her er en detaljert forklaring:

Grunnleggende prinsipper

Genereringen av et roterende magnetfelt baserer seg hovedsakelig på tre-fase vekselstrøm og konfigurasjonen av tre-fase vindinger. Spesifikt, når tre-fase vekselstrøm brukes til tre-fase vindinger i stator (disse vindingsene er plassert 120° fra hverandre i elektrisk vinkel i rommet), produseres et roterende magnetfelt mellom stator og rotor. Denne prosessen kan forstås gjennom følgende trinn:

Introduksjon av tre-fase vekselstrøm

Først innføres tre-fase vekselstrøm i tre-fase statorvindinger. Disse tre fasene av vekselstrøm har samme frekvens, men en faseforskjell på 120° mellom dem. Denne faseforskjellen sikrer at strømendringene ikke forekommer samtidig i alle vindinger, men snarere alternativt i sekvens.

Dannelsen av magnetfelt og rotasjon

Når strøm flyter gjennom vindinger, genereres et magnetfelt rundt dem. På grunn av faseforskjellen i tre-fase strøm, er disse magnetfeltene ikke statiske, men beveger seg gjennom rommet over tid. Spesifikt, når strømmen i en vinding når sitt toppunkt, er strømmene i de to andre vindinger i ulike stadier (for eksempel, en nær null og den andre nærer toppunktet). Disse endringene i strøm fører til at retningen og styrken av magnetfeltet endres kontinuerlig i rommet, noe som danner et roterende magnetfelt.

Retningen av det roterende magnetfeltet

Retningen av det roterende magnetfeltet avhenger av fasefølgen av tre-fase strøm. Hvis tre-fase strøm endres i rekkefølge U-V-W, vil det resulterende roterende magnetfeltet rotere med klokka i rommet. Omvendt, hvis fasefølgen av noen to faser av vindingen byttes om (for eksempel, blir U-W-V), vil det roterende magnetfeltet rotere mot klokka.

Faktorer

Hastigheten til det roterende magnetfeltet er ikke bare relatert til strømfrekvensen, men også til antallet av polepar. For en to-poler motor, er rotasjonsfarten til magnetfeltet lik hastigheten til endringen av tre-fase vekselstrøm. For en fire-poler motor, derimot, halveres farten av det roterende magnetfeltet.

Oppsummering

Kort sagt, det roterende magnetfeltet i stator oppnås ved å supplere tre-fase AC-strøm med en faseforskjell på 120° til tre-fase vindinger. Denne konfigurasjonen gjør at magnetfeltet beveger seg kontinuerlig i rommet, noe som danner et roterende magnetfelt. Ved å justere fasefølgen av strøm, kan retningen av det roterende magnetfeltet endres; og ved å endre frekvensen av strøm eller antall magnetpolepar, kan hastigheten av det roterende magnetfeltet reguleres. Dette prinsippet er bredt anvendt i ulike typer elektriske motorer, inkludert tre-fase induksjonsmotorer og synkronmotorer.