Trường từ quay trong stator được tạo ra như thế nào?

Nguyên lý tạo ra từ trường xoay trong phần tử stator

Trong động cơ điện, từ trường xoay bên trong phần tử stator được tạo ra thông qua một quá trình cụ thể liên quan đến các nguyên lý cơ bản của điện từ. Dưới đây là giải thích chi tiết:

Nguyên lý Cơ bản

Việc tạo ra từ trường xoay chủ yếu dựa vào dòng điện xoay chiều ba pha và cấu hình cuộn dây ba pha. Cụ thể, khi dòng điện xoay chiều ba pha được áp dụng cho cuộn dây ba pha trên phần tử stator (các cuộn dây này cách nhau 120° về góc điện trong không gian), một từ trường xoay được tạo ra giữa phần tử stator và rotor. Quá trình này có thể được hiểu thông qua các bước sau:

Giới thiệu dòng điện xoay chiều ba pha

Đầu tiên, dòng điện xoay chiều ba pha được đưa vào cuộn dây ba pha của phần tử stator. Ba pha dòng điện xoay chiều này có cùng tần số nhưng có độ lệch pha 120° so với nhau. Độ lệch pha này đảm bảo rằng sự thay đổi của dòng điện không xảy ra đồng thời trong tất cả các cuộn dây mà thay vào đó là luân phiên theo thứ tự.

Sự Hình Thành Từ Trường và Xoay

Khi dòng điện chảy qua các cuộn dây, nó tạo ra một từ trường xung quanh chúng. Do độ lệch pha trong dòng điện ba pha, các từ trường này không tĩnh mà di chuyển qua không gian theo thời gian. Cụ thể, khi dòng điện trong một cuộn dây đạt đỉnh, dòng điện trong hai cuộn dây khác đang ở các giai đoạn khác nhau (ví dụ, một gần bằng không và một đang tiến tới đỉnh). Những thay đổi này trong dòng điện khiến hướng và cường độ của từ trường thay đổi liên tục trong không gian, tạo thành một từ trường xoay.

Hướng của từ trường xoay

Hướng của từ trường xoay phụ thuộc vào thứ tự pha của dòng điện ba pha. Nếu dòng điện ba pha thay đổi theo thứ tự U-V-W, từ trường xoay kết quả sẽ xoay theo chiều kim đồng hồ trong không gian. Ngược lại, nếu thứ tự của bất kỳ hai pha nào của cuộn dây được hoán đổi (ví dụ, trở thành U-W-V), từ trường xoay sẽ xoay ngược chiều kim đồng hồ.

Các Yếu Tố

Tốc độ của từ trường xoay không chỉ liên quan đến tần số của dòng điện mà còn liên quan đến số cặp cực. Đối với động cơ hai cực, tốc độ xoay của từ trường bằng tốc độ thay đổi của dòng điện xoay chiều ba pha. Tuy nhiên, đối với động cơ bốn cực, tốc độ của từ trường xoay bị giảm một nửa.

Tóm Lại

Tóm lại, từ trường xoay trong phần tử stator được thực hiện bằng cách cung cấp dòng điện xoay chiều ba pha với độ lệch pha 120° cho cuộn dây ba pha. Cấu hình này cho phép từ trường di chuyển liên tục trong không gian, tạo thành từ trường xoay. Bằng cách điều chỉnh thứ tự pha của dòng điện, hướng của từ trường xoay có thể được thay đổi; và bằng cách thay đổi tần số của dòng điện hoặc số cặp cực từ, tốc độ của từ trường xoay có thể được điều chỉnh. Nguyên lý này được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại động cơ điện, bao gồm động cơ cảm ứng ba pha và động cơ đồng bộ.