Σε ποια αρχή βασίζεται η λειτουργία του ενδυναμικού μοτέρ;

Ο ηλεκτρομαγνητικός μοτέρ είναι ένα παγκοσμίως χρησιμοποιούμενο είδος μοτέρ CA, το οποίο λειτουργεί βάσει του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Υποδείξεις για το πώς λειτουργεί ο ηλεκτρομαγνητικός μοτέρ ακολουθούν:

1. Δομή

Ο ηλεκτρομαγνητικός μοτέρ αποτελείται κυρίως από δύο μέρη: το στάτορ και το ρότορ.

Στάτορ: Το στάτορ είναι το στατικό μέρος, συνήθως αποτελείται από στρώματα σιδηρού και τριφασικές ενδυνάμωσης που είναι ενσωματωμένες στα χωράκια του σιδηρού. Οι τριφασικές ενδυνάμωσης είναι συνδεδεμένες με μια τριφασική πηγή CA.

Ρότορ: Ο ρότορ είναι το περιστρεφόμενο μέρος, συνήθως κατασκευασμένο από ηλεκτρολήχους λωρίδες (συνήθως αλουμίνι ή χάλκο) και ακριβώματα, σχηματίζοντας μια δομή "κλουβί". Αυτή η δομή ονομάζεται "ρότορ κλουβί".

2. Λειτουργικός Προσανατολισμός

2.1 Δημιουργία Περιστρεφόμενου Μαγνητικού Πεδίου

Τριφασική Πηγή CA: Όταν μια τριφασική πηγή CA εφαρμόζεται στις ενδυνάμωσης του στάτορ, παράγονται εναλλασσόμενα ρεύματα στις ενδυνάμωσης του στάτορ.

Περιστρεφόμενο Μαγνητικό Πεδίο: Σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, τα εναλλασσόμενα ρεύματα στις ενδυνάμωσης του στάτορ παράγουν ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Επειδή η τριφασική πηγή CA έχει μια φάση διαφοράς 120 βαθμών, αυτά τα μαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Η κατεύθυνση και ταχύτητα αυτού του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου εξαρτώνται από τη συχνότητα της πηγής ενέργειας και τη διάταξη των ενδυνάμωσης.

2.2 Επαγωγή Ρεύματος

Κοπή Γραμμών Μαγνητικής Φλούξου: Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο κόβει τις γραμμές του μαγνητικού φλούξου στους ηλεκτρολήχους του ρότορ. Σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, αυτό επαγωγικά παράγει μια ηλεκτροκινητική δύναμη (ΗΚΔ) στους ηλεκτρολήχους του ρότορ.

Επαγωγικό Ρεύμα: Η ΗΚΔ παράγει ένα ρεύμα στους ηλεκτρολήχους του ρότορ. Επειδή οι ηλεκτρολήχοι του ρότορ σχηματίζουν ένα κλειστό κύκλωμα, το επαγωγικό ρεύμα ρέει μέσα στους ηλεκτρολήχους.

2.3 Δημιουργία Κυκλικής Στιγμής

Δύναμη Lorentz: Σύμφωνα με τον νόμο της δύναμης Lorentz, η αλληλεπίδραση μεταξύ του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και του επαγωγικού ρεύματος στους ηλεκτρολήχους του ρότορ παράγει μια δύναμη, η οποία προκαλεί την περιστροφή του ρότορ.

Κυκλική Στιγμή: Αυτή η δύναμη παράγει κυκλική στιγμή, προκαλώντας την περιστροφή του ρότορ στην κατεύθυνση του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Η ταχύτητα του ρότορ είναι ελαφρώς μικρότερη από τη συγχρονική ταχύτητα του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, επειδή απαιτείται ένας ορισμένος σλίπ για την παραγωγή επαρκούς επαγωγικού ρεύματος και κυκλικής στιγμής.

3. Σλίπ

Σλίπ: Ο σλίπ είναι η διαφορά μεταξύ της συγχρονικής ταχύτητας του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και της πραγματικής ταχύτητας του ρότορ. Εκφράζεται με τον τύπο:

Όπου:

s είναι ο σλίπ ns είναι η συγχρονική ταχύτητα (σε περιστροφές ανά λεπτό)

nr είναι η πραγματική ταχύτητα του ρότορ (σε περιστροφές ανά λεπτό)

Συγχρονική Ταχύτητα: Η συγχρονική ταχύτητα

ns καθορίζεται από τη συχνότητα

f της πηγής ενέργειας και τον αριθμό ζευγών πόλων p στο μοτέρ, υπολογίζεται με τον τύπο:

4. Χαρακτηριστικά

Χαρακτηριστικά Έναρξης: Κατά την έναρξη, ο σλίπ είναι κοντά στο 1, και το επαγωγικό ρεύμα στους ηλεκτρολήχους του ρότορ είναι υψηλό, παράγοντας μια μεγάλη ξεκινητική κυκλική στιγμή. Καθώς ο ρότορ επιταχύνεται, ο σλίπ μειώνεται, και το επαγωγικό ρεύμα και η κυκλική στιγμή επίσης μειώνονται.

Χαρακτηριστικά Λειτουργίας: Κατά τη σταθερή λειτουργία, ο σλίπ είναι συνήθως μικρός (0,01 έως 0,05), και η ταχύτητα του ρότορ είναι κοντά στη συγχρονική ταχύτητα.

5. Εφαρμογές

Οι ηλεκτρομαγνητικοί μοτέρ χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανικές και οικιακές εφαρμογές λόγω της απλής τους δομής, της αξιόπιστης λειτουργίας και της εύκολης συντήρησης. Κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν ανεμιστήρες, πομπούς, συμπιέστες και μεταφορικές λωρίδες.

Σύνοψη

Ο λειτουργικός προσανατολισμός του ηλεκτρομαγνητικού μοτέρ βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο παράγεται από τη τριφασική πηγή CA στις ενδυνάμωσης του στάτορ. Αυτό το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο επαγωγικά παράγει ένα ρεύμα στους ηλεκτρολήχους του ρότορ, το οποίο παράγει κυκλική στιγμή, προκαλώντας την περιστροφή του ρότορ.