הפעולה של מנוע חשמלי
המנוע החשמלי הוא מכשיר הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. ישנם בעיקר שלושה סוגים של מנוע חשמלי.
מנוע DC.
מנוע אינדוקציה.
מנוע סינכרוני.
כל המנועים הללו פועלים על פי עקרון דומה ברובו. פעולת המנוע החשמלי תלויה בעיקר באינטראקציה בין שדה מגנטי לזרם.
כעת נדון בעקרונות הפעולה הבסיסיים של מנוע חשמלי אחד אחרי השני להבנה טובה יותר של הנושא.
פעולת מנוע DC
עקרון הפעולה של מנוע DC מתבסס בעיקר על כלל יד שמאל של פלמינג. במנוע DC בסיסי, ארמוטור ממוקם בין קטבים מגנטיים. אם הארמוטור מוזן ממקור DC חיצוני, זרם מתחיל לזרום דרך מוליכי הארמוטור. כיוון שהמוליכים נושאים זרם בתוך שדה מגנטי, הם יתנסו לכוח המכוון לסיבוב הארמוטור. נניח שמוליכי הארמוטור מתחת לקטבים N של המגנט השדה נושאים זרם כלפי מטה (צלבים) ומוליכי הארמוטור מתחת לקטבים S נושאים זרם כלפי מעלה (נקודות). על ידי שימוש בכלל יד שמאל של פלמינג, ניתן לקבוע את כיוון הכוח F הנ/*/felt by the conductors under N poles and the force experienced by the conductors under S-poles. It is found that at any instant the forces experienced by the conductors are in such a direction that they tend to rotate the armature.
Again, due this rotation the conductors under N-poles come under S-pole and the conductors under S-poles come under N-pole. While the conductors go form N-poles to S-pole and S-poles to N-pole, the direction of current through them, is reversed by means of commutator.
בגלל הפיכת הזרם, כל המוליכים שמגיעים מתחת לקטבים N נושאים זרם בכיוון מטה וכל המוליכים שמגיעים מתחת לקטבים S נושאים זרם בכיוון למעלה כפי שמוצג בתמונה. לכן, כל מוליך שמגיע מתחת לקוטב N חווה כוח בכיוון זהה, וכך גם המוליכים שמגיעים מתחת לקטבים S. תופעה זו מסייעת לפתח מומנט רציף ובכיוון אחד.
פעולת מנוע האינדוקציה
פעולת המנוע החשמלי במקרה של מנוע אינדוקציה קצת שונה ממנוע DC. במנוע אינדוקציה חד-פאזי, כאשר מזינים אותו בזרם חד-פאזי, נוצר שדה מגנטי פולסנטי, ובמנוע אינדוקציה תלת-פאזי, כאשר מזינים אותו בזרם תלת-פאזי, נוצר שדה מגנטי מסתובב. הרוטור של מנוע האינדוקציה יכול להיות מסוג מתנייע או סוג קוף. מה שנכון לגבי סוג הרוטור, המוליכים עליו מחוברים בקצה כדי ליצור לולאה סגורה. בגלל השדה המגנטי הסובב, השדה עובר דרך הפער האוויר בין הרוטור לסטטור, ומכסה את פני הרוטור כך שהוא חותך את המוליכים.
לכן, בהתאם לחוק פאראדיי של האינדוקציה אלקטרומגנטית, יהיה זרם מושרה המתגלגל בלולאות הסגורות של הרוטור. כמות הזרם המושרה היא פרופורציונלית לקצב שינוי הקישור המגנטי עם הזמן. שוב, קצב שינוי הקישור המגנטי הוא פרופורציונלי למהירות היחסית בין הרוטור לשדה המגנטי הסובב. לפי חוק לנץ, הרוטור ינסה להפחית כל גורם לייצור זרם בו. לכן, הרוטור מסתובב ומחפש להשיג את מהירות שדה המגנטי הסובב כדי להפחית את מהירות היחסית בין הרוטור לשדה המגנטי הסובב.
עקרון הפעולה של מנוע אינדוקציה תלת-פאזי – וידאו
פעולת מנוע סינכרוני
במנוע סינכרוני, כאשר מזינים אותו בזרם תלת-פאזי מאוזן, נוצר שדה מגנטי מסתובב המסתובב במהירות סינכרונית. אם ממקמים מגנט אלקטרומגנטי בתוך השדה המגנטי הסובב, הוא ננעל מגנטית עם השדה המגנטי הסובב והראשון מסתובב עם השדה המגנטי הסובב באותה מהירות, כלומר במהירות סינכרונית.
הצהרה: כבוד למקור, מאמרים טובים שראויים לחלוקה, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר למחיקה.
