Pentru a înțelege funcționarea motoarelor de curent alternativ, este important să analizăm dezvoltarea câmpurilor magnetice rotative. Aceste câmpuri magnetice respectă principiile fundamentale ale electromagnetismului pentru a roti arborele unui motor de curent alternativ.
Să privim mai îndeaproape statorul unui motor electric. Amintiți-vă că construcția statorului unui motor de curent alternativ este un cilindru gol umplut cu bobine de sârmă izolată.
Dispoziția bobinelor statorului
Utilizați diagrama de mai jos pentru a vizualiza interacțiunea dintre bobinele statorului. În acest exemplu, există 6 bobine (2 bobine pe 3 faze). Cunoscute sub numele de „înfășurări ale motorului”, aceste bobine funcționează în perechi și sunt înfășurate în jurul materialului nucleului de fier care alcătuiește statorul.
Înfășurările motorului devin fiecare un electromagnet separat. Perechile de bobine prezintă polarități opuse (un pol nord, un pol sud) datorită modului în care sunt înfășurate. În diagramă, să presupunem că bobina A1 este un pol nord, iar perechea sa de bobine A2 este un pol sud. Atunci când curentul electric își schimbă direcția, polaritatea polilor se va schimba.
ALIMENTAȚIE DE ALIMENTAȚIE
În următoarea diagramă, statorul motorului este atașat la o sursă de curent alternativ trifazat. Înfășurările A1 și A2 ale motorului sunt conectate la faza A a sursei de alimentare. Imaginați-vă, de asemenea, că înfășurările B și C sunt conectate, respectiv, la fazele B și C ale sursei de alimentare.
Înfășurările motorului sunt, de obicei, separate cu 120º. Numărul de ori de câte ori apare o înfășurare a motorului determină numărul de poli. Acest exemplu prezintă un al doilea set de înfășurări trifazate. Fiecare înfășurare apare de 2 ori, ceea ce face ca acesta să fie un stator cu 2 poli. Cu toate acestea, dacă fiecare înfășurare ar apărea de 4 ori, acesta ar fi un stator cu 4 poli.
Curentul electric circulă prin înfășurări atunci când tensiunea de curent alternativ este aplicată la stator. Direcția fluxului de curent care trece prin înfășurarea unui motor determină modul în care se dezvoltă câmpul magnetic. Utilizați graficul de mai jos ca referință pentru următoarele câteva diagrame. Acestea vor arăta cum se dezvoltă un câmp magnetic rotativ. Conform graficului, să presupunem că un flux de curent electric pozitiv în înfășurările A1, B1 și C1 ale motorului creează un pol nord.
Fluxul de curent de pornire
Pentru a facilita vizualizarea unui câmp magnetic, diagrama de mai jos arată un moment de pornire când nu trece curent prin una dintre înfășurări. Observați linia de pornire:
- Faza A nu are nici un flux de curent
- Faza B are un flux de curent de sens negativ (-)
- Faza C are un flux de curent de sens pozitiv (+)
Conform diagramei de mai sus, B2 și C1 sunt polii nordici, în timp ce B1 și C2 sunt polii sudici. Liniile magnetice de flux pleacă de la polul nord B2 și ajung la C2, cel mai apropiat pol sud. Liniile de flux pleacă, de asemenea, de la polul nord C1 și ajung la B1, cel mai apropiat pol sud al acestuia. Ca urmare, se creează un câmp magnetic (așa cum arată săgeata).
Timp 1
De la punctul de plecare, să monitorizăm câmpul magnetic în segmente de 60º. Când câmpul se rotește 60º la Timpul 1:
- Faza C nu are flux de curent
- Faza A are un flux de curent de sens pozitiv (+)
- Faza B are un flux de curent de sens negativ (-)
Acum înfășurările A1 și B2 sunt poli nord, iar înfășurările A2 și B1 sunt poli sud.
ORA 2
La ora 2, câmpul magnetic se rotește încă 60º:
- Faza B nu mai are acum niciun flux de curent
- Faza A menține un flux de curent de sens pozitiv (+) (deși scade)
- Faza C are acum un flux de curent de sens negativ (-)
Pentru că fluxul de curent și-a schimbat direcția în înfășurările fazei C (a început în sens pozitiv, dar a trecut în direcție negativă prin timpul 2), polii magnetici și-au inversat polaritatea (polul nordic C1 și polul sudic C2 au devenit polul sudic C1 și polul nordic C2).
Rotație de 360º
După șase segmente de timp de 60º, câmpul magnetic va fi făcut o rotație completă de 360º. Utilizând o sursă de alimentare de 60 Hz, acest proces se va repeta de 60 de ori pe secundă.
Viteza de rotație
Viteza este importantă pentru câmpul magnetic rotativ al unui motor de curent alternativ. Ea este cunoscută sub denumirea de „viteză sincronă”. Această viteză se calculează prin împărțirea a 120 de ori frecvența (F) la numărul de poli (P). Ca exemplu, viteza sincronă pentru un motor cu 2 poli care funcționează la 60 Hz este de 3.600 RPM.
Cu cât crește numărul de poli, viteza sincronă scade. Graficul de mai jos ilustrează modul în care un număr tot mai mare de poli echivalează cu o cantitate tot mai mică de viteză sincronă la 60 Hz.
Învățați mai multe despre motoarele de curent alternativ
Sperăm că acest ghid despre câmpurile magnetice rotative v-a ajutat să înțelegeți mai bine cum funcționează motoarele de curent alternativ. Urmăriți-ne luna viitoare pentru a afla cum acest câmp magnetic creează de fapt cuplul și rotește sarcina.
.