หน้า 1

สนามแม่เหล็กที่หมุนได้ของสเตเตอร์ซึ่งข้ามร่างกายของกระดองทำให้เกิดกระแสน้ำวน ปฏิกิริยาของกระแสน้ำวนในกระดองกับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์สร้างแรงบิดที่ทำให้กระดองหมุน หากไม่มีโหลดบนแกนกระดอง coc ความเร็วในการหมุนของกระดองจะเท่ากับ coc ของความเร็วในการหมุน สนามแม่เหล็ก.  

สนามแม่เหล็กสเตเตอร์ที่หมุนได้จะตัดผ่านขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์พร้อมกัน และกระตุ้น EMF เหนี่ยวนำไซน์ในนั้น

สนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์เกิดขึ้นได้อย่างไร

เส้นแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์มีแนวโน้มที่จะไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานแม่เหล็กน้อยกว่า

พิจารณาคุณลักษณะของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์โดยสมมติว่าวงจรโรเตอร์เปิดอยู่

ความแตกต่างระหว่างความถี่ของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ o กับความเร็วของโรเตอร์ n เรียกว่า แล็กหรือสลิปของโรเตอร์

เมื่อเปิดเครื่องในลักษณะนี้ สนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับสนามของโรเตอร์ที่อยู่กับที่ จะสร้างช่วงเวลาหนึ่งบนเพลา ซึ่งเป็นสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงด้วยความถี่ 100 เฮิรตซ์ ตัวอย่างเช่น เมื่อขั้วใต้ของสนามสเตเตอร์เข้าใกล้ขั้วเหนือของโรเตอร์ จะมีการสร้างโมเมนต์ที่ขัดกับทิศทางการหมุน เมื่อขั้วบวกของสนามสเตเตอร์เคลื่อนออกจากขั้วเหนือของโรเตอร์ จะเกิดโมเมนต์บวกขึ้น ทำให้เกิดแรงผลักดันย้อนกลับไปยังโรเตอร์ โรเตอร์ไม่มีเวลาหมุน เนื่องจากความเฉื่อยเชิงกลมากเกินไป

ความแตกต่างระหว่างจำนวนรอบการหมุนของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์กับจำนวนรอบของโรเตอร์นั้นมีลักษณะเป็นสลิป

ความแตกต่างระหว่างจำนวนรอบการหมุนของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์และจำนวนรอบของโรเตอร์ขึ้นอยู่กับสลิป

ความล่าช้าสัมพัทธ์ของโรเตอร์จากสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์เรียกว่าสลิป กำลังของการสูญเสียไฟฟ้าในโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนกับการลื่น

เมื่อโรเตอร์อยู่ในสนามแม่เหล็กที่หมุนของสเตเตอร์ กระบวนการของการพลิกกลับของการทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยการหมุนของวัสดุแม่เหล็กที่ใช้งานอยู่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งหลังปรากฏขึ้นในความล่าช้าของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Bp จากเวกเตอร์ความแรงของสนาม H ในบางจุดในวัสดุโดยมุมเชิงพื้นที่บางส่วน ar ขนาดของมุมนี้และการสูญเสียฮิสเทรีซิสต่อรอบ ดังที่ได้กล่าวไว้ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความถี่ของการทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่

เมื่อโรเตอร์อยู่ในสนามแม่เหล็กที่หมุนของสเตเตอร์ กระบวนการของการพลิกกลับของการทำให้เป็นแม่เหล็กด้วยการหมุนของวัสดุแม่เหล็กที่ใช้งานอยู่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งหลังปรากฏขึ้นในความล่าช้าของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Bp จากเวกเตอร์ความแรงของสนาม R ในบางจุดในวัสดุโดยมุมเชิงพื้นที่บางส่วน ar ขนาดของมุมนี้และการสูญเสียฮิสเทรีซิสต่อรอบดังที่ระบุไว้ ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความถี่ของการทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่

ด้วยความช่วยเหลือของขดลวดเหล่านี้ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ซึ่งดึงโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าไปด้วย หากขดลวดทั้งสองได้รับพลังงานจากเครือข่ายเดียวกัน ขดลวดกระตุ้นจะเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุ C

มอเตอร์ใช้หลักการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์และแม่เหล็กถาวรแบบหลายขั้วของโรเตอร์ที่เคลื่อนที่ได้ ในการกำหนดตำแหน่งของแกนของแม่เหล็กโรเตอร์ที่สัมพันธ์กับขดลวดสเตเตอร์และเพื่อควบคุมวงจรสับเปลี่ยน จะใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์โฟโตอิเล็กทริกสามตัว แหล่งกำเนิดแสงของเซ็นเซอร์คือหลอดไฟ EL1 ซึ่งแสงจะเข้าสู่โฟโตไดโอดของบอร์ดสับเปลี่ยนผ่านช่องของไดอะแฟรมโรเตอร์

คุณลักษณะของระบบหลายเฟสคือความสามารถในการสร้างสนามแม่เหล็กหมุนในอุปกรณ์ที่อยู่กับที่ทางกลไก
คอยล์เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิด กระแสสลับทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะ กล่าวคือ สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงขนาดและทิศทาง

นำทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน D วางบนผิวของกระบอกสูบ เราวางขดลวดสามตัว แทนที่เชิงพื้นที่โดยสัมพันธ์กัน 120 o . เราเชื่อมต่อคอยล์กับแหล่งจ่ายแรงดันสามเฟส (รูปที่ 12.1) ในรูป 12.2 แสดงกราฟของกระแสชั่วขณะที่สร้างระบบสามเฟส

ขดลวดแต่ละอันสร้างสนามแม่เหล็กที่เต้นเป็นจังหวะ สนามแม่เหล็กของขดลวดซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่หมุนได้ซึ่งมีลักษณะเป็นเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เกิดขึ้น
ในรูป 12.3 แสดงเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของแต่ละเฟสและเวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์ที่สร้างขึ้นสำหรับ t1, t2, t3 สามครั้ง ทิศทางบวกของแกนของขดลวดจะถูกทำเครื่องหมาย +1, +2, +3

ในขณะนี้ เสื้อ \u003d เสื้อ 1 การเหนี่ยวนำกระแสและแม่เหล็กในขดลวด A-X เป็นค่าบวกและค่าสูงสุดในขดลวด B-Y และ C-Z มีค่าเท่ากันและเป็นลบ เวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ได้จะเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของขดลวดและเกิดขึ้นพร้อมกับแกนของขดลวด A-X ในขณะนี้ เสื้อ \u003d เสื้อ 2 กระแสใน คอยล์ A-Xและ C-Z มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม กระแสในเฟส B เป็นศูนย์ เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ได้จะหมุนตามเข็มนาฬิกา 30 o ในขณะนี้ t \u003d t 3 กระแสในขดลวด A-X และ B-Y มีขนาดเท่ากันและเป็นบวกกระแสใน เฟส C-Zสูงสุดและลบเวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะถูกวางในทิศทางลบของแกน คอยล์ C-Z. ในช่วงเวลาของกระแสสลับ เวกเตอร์ของสนามแม่เหล็กที่ได้จะเปลี่ยนเป็น 360 o

ความเร็วสนามแม่เหล็กหรือความเร็วซิงโครนัส

(12.1)

โดยที่ P คือจำนวนคู่ของเสา

ขดลวดที่แสดงในรูปที่ 12.1 สร้างสนามแม่เหล็กสองขั้วด้วยจำนวนขั้ว 2P = 2 ความถี่การหมุนของสนามคือ 3000 รอบต่อนาที
เพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กสี่ขั้ว จำเป็นต้องวางขดลวดหกตัวในกระบอกสูบ สองขดลวดสำหรับแต่ละเฟส จากนั้นตามสูตร (12.1) สนามแม่เหล็กจะหมุนช้าเป็นสองเท่าโดยที่ n 1 = 1500 rpm
เพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กที่หมุนได้ จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสองประการ

1. มีขดลวดอคติเชิงพื้นที่อย่างน้อยสองขดลวด

2. ต่อกระแสนอกเฟสกับคอยส์

12.2. มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส
การออกแบบหลักการทำงาน

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมี ไม่เคลื่อนไหว ส่วนที่เรียกว่า สเตเตอร์ , และ หมุน ส่วนที่เรียกว่า โรเตอร์ . สเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวดที่สร้างสนามแม่เหล็กหมุน
มีมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีกรงกระรอกและเฟสโรเตอร์
ในช่องของโรเตอร์ที่มีขดลวดลัดวงจรจะวางแท่งอลูมิเนียมหรือทองแดง ที่ปลายแท่งปิดด้วยวงแหวนอลูมิเนียมหรือทองแดง สเตเตอร์และโรเตอร์ทำจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าเพื่อลดการสูญเสียจากกระแสน้ำวน
เฟสโรเตอร์มี ขดลวดสามเฟส(สำหรับ มอเตอร์สามเฟส). ปลายของเฟสเชื่อมต่อกันเป็นโหนดทั่วไป และจุดเริ่มต้นจะถูกนำออกมาเป็นวงแหวนหน้าสัมผัสสามวงที่วางอยู่บนเพลา วางแปรงสัมผัสคงที่ไว้บนวงแหวน รีโอสแตทเริ่มต้นเชื่อมต่อกับแปรง หลังจากสตาร์ทเครื่องยนต์ ความต้านทานของรีโอสแตตสตาร์ทจะค่อยๆ ลดลงจนเหลือศูนย์
หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะถูกพิจารณาในแบบจำลองที่แสดงในรูปที่ 12.4

เราเป็นตัวแทนของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ในฐานะแม่เหล็กถาวรที่หมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส n 1 .
กระแสถูกเหนี่ยวนำในตัวนำของขดลวดปิดของโรเตอร์ ขั้วของแม่เหล็กเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา
สำหรับผู้สังเกตการณ์ที่วางอยู่บนแม่เหล็กหมุน ดูเหมือนว่าแม่เหล็กจะอยู่กับที่ และตัวนำของขดลวดโรเตอร์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกา
ทิศทางของกระแสโรเตอร์ที่กำหนดโดยกฎมือขวา แสดงในรูปที่ 12.4.

ข้าว. 12.4

โดยใช้กฎมือซ้าย เราจะค้นหาทิศทางของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทำต่อโรเตอร์และทำให้หมุนได้ โรเตอร์มอเตอร์จะหมุนด้วยความเร็ว n 2 ในทิศทางการหมุนของสนามสเตเตอร์
โรเตอร์หมุนแบบอะซิงโครนัส นั่นคือ ความเร็วในการหมุน n 2 น้อยกว่าความเร็วในการหมุนของสนามสเตเตอร์ n 1
ความแตกต่างสัมพัทธ์ระหว่างความเร็วของสนามสเตเตอร์และโรเตอร์เรียกว่าสลิป

สลิปไม่สามารถเท่ากับศูนย์ได้ เนื่องจากที่ความเร็วเท่ากันของสนามและโรเตอร์ การเหนี่ยวนำกระแสในโรเตอร์จะหยุดลง ดังนั้นจึงไม่มีแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า
หมุน โมเมนต์แม่เหล็กไฟฟ้ามีความสมดุลโดยโมเมนต์เบรกตอบโต้ M em \u003d M 2
ด้วยภาระที่เพิ่มขึ้นบนเพลามอเตอร์ แรงบิดในการเบรกจะมากกว่าแรงบิดและการลื่นไถลเพิ่มขึ้น เป็นผลให้ EMF และกระแสเหนี่ยวนำในการหมุนของโรเตอร์เพิ่มขึ้น แรงบิดเพิ่มขึ้นและเท่ากับแรงบิดเบรก แรงบิดจะเพิ่มขึ้นตามการลื่นที่เพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุด หลังจากนั้นเมื่อแรงบิดเบรกเพิ่มขึ้น แรงบิดจะลดลงอย่างรวดเร็วและมอเตอร์จะหยุดทำงาน
สลิปของมอเตอร์จนตรอกมีค่าเท่ากับหนึ่ง มอเตอร์อยู่ในโหมดลัดวงจร
ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์เหนี่ยวนำที่ไม่ได้บรรจุ n 2 นั้นเท่ากับความถี่ซิงโครนัสโดยประมาณ n 1 . สลิปของเครื่องยนต์ที่ไม่ได้บรรจุ S 0 ว่ากันว่าเครื่องยนต์เดินเบา
ลื่น เครื่องอะซิงโครนัสการทำงานในโหมดเครื่องยนต์จะแตกต่างกันไปจากศูนย์ถึงหนึ่ง
เครื่องอะซิงโครนัสสามารถทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในการทำเช่นนี้โรเตอร์จะต้องหมุนด้วยมอเตอร์ของบุคคลที่สามในทิศทางการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ด้วยความถี่ n 2 > n 1 . ลื่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส.
เครื่องอะซิงโครนัสสามารถทำงานในโหมดเบรกเครื่องไฟฟ้า ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องหมุนโรเตอร์ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์
ในโหมดนี้ S > 1 ตามกฎแล้ว เครื่องอะซิงโครนัสจะใช้ในโหมดมอเตอร์ มอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นมอเตอร์ชนิดที่พบมากที่สุดในอุตสาหกรรม ความถี่ของการหมุนของสนามในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสนั้นสัมพันธ์กับความถี่ของเครือข่าย f 1 และจำนวนคู่ของเสาสเตเตอร์ ที่ความถี่ f 1 = 50 Hz มีความถี่ในการหมุนชุดต่อไปนี้

เครื่องอะซิงโครนัสล็อคโรเตอร์ทำงานเหมือนหม้อแปลงไฟฟ้า ฟลักซ์แม่เหล็กหลักเหนี่ยวนำให้เกิดในสเตเตอร์และในขดลวดโรเตอร์คงที่ EMF E 1 และ E 2k

โดยที่ Ф m - ค่าสูงสุดของฟลักซ์แม่เหล็กหลักควบคู่กับ
ขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์
W 1 และ W 2 - จำนวนรอบของขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์
f 1 - ความถี่แรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย
เค 01 และเค 02 ​​- อัตราส่วนคดเคี้ยวขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์

เพื่อให้ได้การกระจายตัวที่ดียิ่งขึ้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในช่องว่างอากาศระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ ขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์จะไม่กระจุกตัวอยู่ภายในขั้วเดียว แต่กระจายไปตามเส้นรอบวงของสเตเตอร์และโรเตอร์ EMF ของขดลวดแบบกระจายมีค่าน้อยกว่า EMF ของขดลวดแบบก้อน