موتور همگام کارولو پرنسیپ

موتورهای همگام: ساختار و تحریک

موتور همگام از دو جزء اصلی تشکیل شده است: استاتور (بخش ثابت) و روتر (بخش چرخان). استاتور توسط یک منبع AC سه فاز تغذیه می‌شود، در حالی که روتر توسط یک منبع DC تحریک می‌شود.

اصل تحریک:
تحریک به فرآیند القای میدان‌های مغناطیسی در هر دو بخش استاتور و روتر اشاره دارد، که آنها را به الکترومغناطیس تبدیل می‌کند. این جفت‌شدگی مغناطیسی برای تبدیل انرژی الکتریکی به چرخش مکانیکی ضروری است.

تولید میدان مغناطیسی در موتورهای همگام

منبع AC سه فاز قطب‌های شمالی و جنوبی متناوب را در استاتور القا می‌کند. زیرا منبع سینوسی است، قطبیت موج (مثبت/منفی) هر نیم دور عوض می‌شود و باعث می‌شود قطب‌های شمالی و جنوبی استاتور متناوب شوند. این یک میدان مغناطیسی چرخان در استاتور ایجاد می‌کند.

میدان مغناطیسی روتر توسط یک منبع DC ایجاد می‌شود که قطبیت را ثابت می‌کند و یک میدان مغناطیسی ثابت ایجاد می‌کند - یعنی قطب‌های شمالی و جنوبی آن ثابت می‌مانند.

سرعت چرخش میدان مغناطیسی استاتور سرعت همگام نامیده می‌شود که توسط فرکانس منبع و تعداد قطب‌های موتور تعیین می‌شود.

تعامل قطب‌های مغناطیسی در موتورهای همگام

وقتی قطب‌های مخالف استاتور و روتر هم‌خط می‌شوند، یک نیروی جاذبه بین آنها ایجاد می‌شود که گشتاور پادساعتی ایجاد می‌کند. گشتاور، معادل چرخشی نیرو، روتر را به دنبال قطب‌های مغناطیسی استاتور می‌کشاند.

پس از هر نیم دور، قطبیت استاتور عوض می‌شود. با این حال، لختی روتر - تمایل آن به مقاومت در برابر تغییرات حرکت - موقعیت خود را حفظ می‌کند. وقتی قطب‌های مشابه (شمال-شمال یا جنوب-جنوب) هم‌خط می‌شوند، یک نیروی دافعه گشتاور ساعتی ایجاد می‌کند.

برای تصور این موضوع، یک موتور ۲ قطبی را در نظر بگیرید: در شکل زیر، قطب‌های مخالف استاتور و روتر (N-S یا S-N) نیروهای جاذبه ایجاد می‌کنند، همانطور که نشان داده شده است.

بعد از نیم دور، قطب‌های استاتور عوض می‌شوند. همان قطب استاتور و روتر یکدیگر را رو به رو می‌بینند و نیروی دافعه بین آنها ایجاد می‌شود.

گشتاور غیریک‌جهته روتر را فقط در یک نقطه پالس می‌دهد و به همین دلیل موتور همگام خودرو نیست.

مکانیسم شروع موتورهای همگام

برای شروع عملیات، ابتدا روتر توسط یک محرک خارجی چرخانده می‌شود و قطبیت آن با میدان مغناطیسی چرخان استاتور هم‌خط می‌شود. هنگامی که قطب‌های استاتور و روتر با یکدیگر جفت می‌شوند، گشتاور یک‌جهته‌ای ایجاد می‌شود که روتر را به چرخش با سرعت همگام میدان استاتور می‌کشاند.

پس از همگام‌سازی، موتور با سرعت ثابتی که توسط فرکانس منبع و تعداد قطب‌ها تعیین می‌شود، می‌چرخد.