Vaihtovirtakulmakoneen roottorin tarkoitus
Vaihtovirtakulmakone on laajalti käytössä teollisuudessa ja kotitalouksissa. Sen perus toimintaperiaate perustuu siihen, että roottoria ajetaan statorin luomalla pyörimä magnetikentällä. Roottori on keskeinen osa vaihtovirtakulmakoneen toiminnassa, ja sen erityiset tarkoitukset ovat seuraavat:
Torstin tuottaminen:
Roottorin päätehtävä on tuottaa torsti, joka mahdollistaa moottorin kuljetuksen ajaminen. Kun statorin tuottama pyörimä magnetikenttä leikkaa roottorin piikit, ne aiheuttavat sähkövirtauksen roottoriin. Nämä virtaukset vuorovaikuttevat pyörimä magnetikentän kanssa, mikä tuottaa sähkömagneettisen voiman, joka työntää roottoria pyörimään.
Suljettun silmukan muodostaminen:
Roottori koostuu yleensä johtimista ja päädyshöyryistä, jotka muodostavat lyhytkircuitoidun suljetun silmukan. Kun statorin magnetikenttä leikkaa roottorin piikit, se aiheuttaa virtauksen piikeihin, joka kulkee suljetulla silmukalla täyttäen siten piirin.
Reagoinnin statorin magnetikentälle:
Roottori reagoi statorin magnetikentän muutoksiin sopeuttaakseen nopeuttaan. Kun statorin magnetikenttä pyörää, roottori yrittää seurata tätä pyörimää kenttää. Kuitenkin rottorin inertian ja aiheutuneiden virtauksien takia roottorin nopeus on aina hieman alhaisempi kuin pyörimä magnetikentän nopeus. Tämä nopeusero kutsutaan liukumiseksi.
Suorituskyvyn optimointi:
Roottorin suunnitelma voi merkittävästi vaikuttaa moottorin suorituskykyyn. Esimerkiksi muuttamalla materiaalia, muotoa ja roottorin piikkejen asettelua, voidaan säätää moottorin käynnistyksen ominaisuuksia, käytön tehokkuutta ja ylikuormituskykyä. Yleisiä roottorityyppejä ovat oravanluukkorototorit ja kympitetyt roottorit.
Yleiset roottoryypit
Oravanluukkorototori:
Oravanluukkorototori on yleisin roottoryyppi, joka koostuu valtettusta alumiinia tai kuparia sekä päädyshöyryistä, jotka muodostavat suljetun johtavan silmukan. Tämä suunnitelma on yksinkertainen, kestävä ja sopiva useimpiin sovelluksiin.
Kympitetyt roottorit:
Kympitetty roottori koostuu kolmifasuisista kympituksista, jotka yhdistetään ulkoisiin piireihin liukuilla ja sikaille. Kympitetty roottori tarjoaa paremmat käynnistyksen ominaisuudet ja nopeuden säädön, mutta on rakenteeltaan monimutkaisempi ja vaatii korkeampia huoltokustannuksia.
Yhteenveto
Vaihtovirtakulmakoneessa roottori tuottaa virtauksia induktoiden statorin magnetikentän muutoksia, jotka puolestaan tuottavat torstin moottorin pyörimisen ja kuljetuksen ajaminen. Roottorin suunnitelman ja tyypin valinta vaikuttaa merkittävästi moottorin suorituskykyyn, ja erilaisia roottoreita voidaan valita optimoimaan moottorin suorituskykyä eri sovelluksiin.