มอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานบนหลักการใด

มอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นประเภทของมอเตอร์ AC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยหลักการการทำงานของมันขึ้นอยู่กับกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ด้านล่างนี้คือคำอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำทำงานอย่างไร:

1. โครงสร้าง

มอเตอร์เหนี่ยวนำประกอบด้วยสองส่วนหลัก คือ สเตเตอร์และโรเตอร์

สเตเตอร์: สเตเตอร์เป็นส่วนที่ไม่เคลื่อนที่ มักจะประกอบด้วยแกนเหล็กที่ห่อหุ้มด้วยแผ่นเหล็กและขดลวดสามเฟสที่ฝังอยู่ในช่องของแกนเหล็ก ขดลวดสามเฟสเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานไฟฟ้า AC สามเฟส

โรเตอร์: โรเตอร์เป็นส่วนที่หมุน มักทำจากบาร์นำไฟฟ้า (โดยทั่วไปคืออลูมิเนียมหรือทองแดง) และวงแหวนปลาย สร้างโครงสร้างคล้ายกระรอกถูกจับในกรง โครงสร้างนี้เรียกว่า "โรเตอร์แบบกระรอกถูกจับในกรง"

2. หลักการการทำงาน

2.1 การสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุน

แหล่งพลังงาน AC สามเฟส: เมื่อแหล่งพลังงาน AC สามเฟสถูกนำไปใช้กับขดลวดสเตเตอร์ จะเกิดกระแสสลับในขดลวดสเตเตอร์

สนามแม่เหล็กที่หมุน: ตามกฎของ Faraday ของความเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสสลับในขดลวดสเตเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เนื่องจากแหล่งพลังงาน AC สามเฟสมีความแตกต่างของเฟส 120 องศา สนามแม่เหล็กเหล่านี้จะปฏิสัมพันธ์กันเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุน ทิศทางและความเร็วของสนามแม่เหล็กที่หมุนขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งพลังงานและการจัดวางขดลวด

2.2 กระแสที่เหนี่ยวนำ

การตัดเส้นแรงแม่เหล็ก: สนามแม่เหล็กที่หมุนตัดผ่านเส้นแรงแม่เหล็กในตัวนำโรเตอร์ ตามกฎของ Faraday ของความเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า นี่จะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า (EMF) ในตัวนำโรเตอร์

กระแสที่เหนี่ยวนำ: แรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำสร้างกระแสในตัวนำโรเตอร์ เนื่องจากตัวนำโรเตอร์สร้างวงจรป้อนกลับ กระแสที่เหนี่ยวนำจะไหลผ่านตัวนำ

2.3 การสร้างแรงบิด

แรง Lorentz: ตามกฎของแรง Lorentz การปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กที่หมุนและกระแสที่เหนี่ยวนำในตัวนำโรเตอร์สร้างแรง ซึ่งทำให้โรเตอร์หมุน

แรงบิด: แรงนี้สร้างแรงบิด ทำให้โรเตอร์หมุนในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กที่หมุน ความเร็วของโรเตอร์น้อยกว่าความเร็วซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กที่หมุนเล็กน้อย เนื่องจากจำเป็นต้องมีการลื่นไถลเพื่อสร้างกระแสที่เหนี่ยวนำและแรงบิดที่เพียงพอ

3. การลื่นไถล

การลื่นไถล: การลื่นไถลคือความแตกต่างระหว่างความเร็วซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กที่หมุนและความเร็วจริงของโรเตอร์ มันแสดงโดยสูตร:

เมื่อ:

s คือการลื่นไถล ns คือความเร็วซิงโครนัส (ในหน่วยรอบต่อนาที)

nr คือความเร็วจริงของโรเตอร์ (ในหน่วยรอบต่อนาที)

ความเร็วซิงโครนัส 

ns กำหนดโดยความถี่ 

f ของแหล่งพลังงานและจำนวนคู่ขั้ว 

p ในมอเตอร์ คำนวณโดยสูตร:

4. คุณลักษณะ

คุณลักษณะในการเริ่มต้น: ขณะเริ่มต้น การลื่นไถลใกล้เคียงกับ 1 และกระแสที่เหนี่ยวนำในตัวนำโรเตอร์สูง สร้างแรงบิดเริ่มต้นสูง ขณะที่โรเตอร์เร่งความเร็ว การลื่นไถลลดลง และกระแสที่เหนี่ยวนำและแรงบิดก็ลดลงเช่นกัน

คุณลักษณะในการทำงาน: ในการทำงานที่คงที่ การลื่นไถลโดยทั่วไปจะน้อย (0.01 ถึง 0.05) และความเร็วของโรเตอร์ใกล้เคียงกับความเร็วซิงโครนัส

5. การประยุกต์ใช้งาน

มอเตอร์เหนี่ยวนำใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและครัวเรือน เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่าย การทำงานที่เชื่อถือได้ และการบำรุงรักษาที่ง่าย แอปพลิเคชันที่พบบ่อยรวมถึงพัดลม ปั๊ม เครื่องอัดอากาศ และสายพานลำเลียง

สรุป

หลักการการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า สนามแม่เหล็กที่หมุนถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งพลังงาน AC สามเฟสในขดลวดสเตเตอร์ สนามแม่เหล็กที่หมุนนี้เหนี่ยวนำกระแสในตัวนำโรเตอร์ ซึ่งสร้างแรงบิด ทำให้โรเตอร์หมุน