Hur produceras det roterande magnetfältet i statorn?

Principen för att generera ett roterande magnetfält i statorn

I en elektrisk motor genereras det roterande magnetfältet inuti statorn genom en specifik process som involverar grundläggande principer för elektromagnetism. Här är en detaljerad förklaring:

Grundläggande principer

Genereringen av ett roterande magnetfält beror huvudsakligen på trefasväxelström och konfigurationen av trefasvindningar. Specifikt, när trefasväxelström appliceras till de trefasvindningar på statorn (dessa vindningar är placerade 120° bort från varandra i elektrisk vinkel i rummet), produceras ett roterande magnetfält mellan statorn och rotor. Denna process kan förstås genom följande steg:

Introduktion av trefasväxelström

Först introduceras trefasväxelström i de trefasstatorvindningarna. Dessa tre faser av växelström har samma frekvens men en fasförskjutning på 120° mellan dem. Denna fasförskjutning säkerställer att strömändringarna inte sker samtidigt i alla vindningar utan snarare alternerar i sekvens.

Bildandet av magnetfält och rotation

När ström flödar genom vindningarna genereras ett magnetfält runt dem. På grund av fasförskjutningen i trefasströmmen är dessa magnetfält inte statiska utan rör sig genom rummet över tid. Specifikt, när strömmen i en vindning når sitt toppvärde, är strömmarna i de andra två vindningarna på olika steg (till exempel är en nära noll och den andra närmar sig toppet). Dessa ändringar i ström orsakar att riktningen och styrkan på magnetfältet ändras kontinuerligt i rummet, vilket bildar ett roterande magnetfält.

Riktningen av det roterande magnetfältet

Riktningen för det roterande magnetfältet beror på fassekvensen av trefasströmmen. Om trefasströmmen ändras i ordningen U-V-W, kommer det resulterande roterande magnetfältet att rotera medurs i rummet. Om å andra sidan fassekvensen för några två faser av vindningarna byts om (till exempel blir U-W-V), kommer det roterande magnetfältet att rotera moturs.

Faktorer

Hastigheten för det roterande magnetfältet beror inte bara på strömfrekvensen utan också på antalet polpar. För en tvåpolarmotor är rotationshastigheten för magnetfältet lika med hastigheten för förändringen av trefasväxelströmmen. För en fyrapolarmotor halveras dock hastigheten för det roterande magnetfältet.

Sammanfattning

Sammanfattningsvis uppnås det roterande magnetfältet i statorn genom att tillföra trefasväxelström med en fasförskjutning på 120° till trefasvindningarna. Denna konfiguration möjliggör att magnetfältet rör sig kontinuerligt i rummet, vilket bildar ett roterande magnetfält. Genom att justera fassekvensen av strömmen kan riktningen av det roterande magnetfältet ändras, och genom att ändra strömfrekvensen eller antalet magnetpolpar kan hastigheten för det roterande magnetfältet regleras. Denna princip används vid många typer av elektriska motorer, inklusive trefasinduktionsmotorer och synkronmotorer.