Skip to content
Menu
CDhistory
CDhistory

Cum funcționează câmpul magnetic rotativ la mașinile de curent alternativ

Posted on aprilie 27, 2021 by admin

Câmp magnetic rotativ

Principiul fundamental de funcționare a mașinilor de curent alternativ este generarea unui câmp magnetic rotativ, care determină rotorul să se rotească cu o viteză care depinde de viteza de rotație a câmpului magnetic.

Câmp magnetic rotativ în mașinile de curent alternativ
Câmp magnetic rotativ în mașinile de curent alternativ

Acum vom explica modul în care poate fi generat un câmp magnetic rotativ în statorul și întrefierul unei mașini de curent alternativ prin intermediul curenților alternativi.

Stator trifazat bipolar
Figura 1 – Stator trifazat bipolar

Considerăm statorul prezentat în figura 1, care suportă înfășurările a-a′, b-b′ și c-c′. Bobinele sunt distanțate geometric la o distanță de 120◦, iar la bobine se aplică o tensiune trifazică. Curenții generați de o sursă trifazică sunt, de asemenea, distanțați cu 120◦, așa cum este ilustrat în figura 2 de mai jos.

Curenții trifazici ai înfășurării statorice
Figura 2 – Curenți trifazici ai înfășurării statorului
.Curenți ai înfășurării statorice trifazate

Tensiunile de fază raportate la borna neutră ar fi atunci date de expresiile //

Tensiuni de fază raportate la borna neutră

Tensiuni de fază raportate la borna neutră

unde ωe este frecvența alimentării în curent alternativ, sau frecvența de linie. Bobinele din fiecare înfășurare sunt dispuse în așa fel încât distribuția fluxului generat de oricare dintre înfășurări să fie aproximativ sinusoidală.

O astfel de distribuție a fluxului poate fi obținută prin dispunerea adecvată a grupurilor de bobine pentru fiecare înfășurare pe suprafața statorului. Deoarece bobinele sunt distanțate la 120◦, distribuția fluxului care rezultă din suma contribuțiilor celor trei înfășurări este suma fluxurilor datorate înfășurărilor separate, așa cum se arată în figura 3.

Distribuția fluxului într-o înfășurare statorică trifazată în funcție de unghiul de rotație
Figura 3 – Distribuția fluxului într-o înfășurare statorică trifazată în funcție de unghiul de rotație

Așa, fluxul într-o mașină trifazată se rotește în spațiu conform diagramei vectoriale din figura 4, iar fluxul este constant în amplitudine. Un observator staționar pe statorul mașinii ar vedea o distribuție a fluxului cu variație sinusoidală, așa cum se arată în figura 3.

Fluxul de rotație într-o mașină trifazată
Figura 4 – Fluxul de rotație într-o mașină trifazată

Din moment ce fluxul rezultat din figura 3 este generat de curenții din figura 2, viteza de rotație a fluxului trebuie să fie legată de frecvența curenților de fază sinusoidali. În cazul statorului din figura 1, numărul de poli magnetici rezultați din configurația înfășurărilor este de 2.

Cu toate acestea, este de asemenea posibil să se configureze înfășurările astfel încât să aibă mai mulți poli. De exemplu, figura 5 prezintă o vedere simplificată a unui stator cu patru poli.

Stator cvadripolar
Figura 5 – Stator cvadripolar

În general, viteza câmpului magnetic rotitor este determinată de frecvența curentului de excitație f și de numărul de poli prezenți în stator p, conform

Viteza câmpului magnetic rotitor

Viteza câmpului magnetic rotitor

unde ns (sau ωs) se numește de obicei viteza sincronă.

Acum, structura înfășurărilor din discuția anterioară este aceeași, indiferent dacă mașina de curent alternativ este un motor sau un generator. Distincția dintre cele două depinde de direcția fluxului de putere. La un generator, cuplul electromagnetic este un cuplu de reacție care se opune rotației mașinii; acesta este cuplul împotriva căruia lucrează motorul principal.

Într-un motor, pe de altă parte, tensiunea de rotație (de mișcare) generată în armătură se opune tensiunii aplicate. Această tensiune este contra (sau contra) emf. Astfel, descrierea câmpului magnetic rotativ dată până acum se aplică atât acțiunii motorului, cât și acțiunii generatorului în mașinile de curent alternativ.

După cum am descris mai sus, câmpul magnetic statoric se rotește într-o mașină de curent alternativ și, prin urmare, rotorul nu poate „prinde din urmă” câmpul statoric și este în continuă urmărire a acestuia.

Viteza de rotație a rotorului va depinde, prin urmare, de numărul de poli magnetici prezenți în stator și în rotor.

Mărimea cuplului produs în mașină este o funcție de unghiul γ dintre câmpurile magnetice statoric și rotoric. Expresiile precise pentru acest cuplu depind de modul în care sunt generate câmpurile magnetice și vor fi date separat pentru cele două cazuri de mașini sincrone și mașini cu inducție.

Ceea ce este comun la toate mașinile rotative este că numărul de poli ai statorului și ai rotorului trebuie să fie identic pentru ca orice cuplu să fie generat. Mai mult, numărul de poli trebuie să fie par, deoarece pentru fiecare pol nord trebuie să existe un pol sud corespunzător.

O caracteristică importantă dorită la o mașină electrică este capacitatea de a genera un cuplu electromagnetic constant.

Cu o mașină cu cuplu constant, se pot evita pulsațiile de cuplu care ar putea duce la vibrații mecanice nedorite în motorul propriu-zis și în alte componente mecanice atașate la motor (de exemplu, sarcini mecanice, cum ar fi fusuri sau transmisii cu curele). Un cuplu constant nu poate fi obținut întotdeauna, deși se va arăta că este posibil să se atingă acest obiectiv atunci când curenții de excitație sunt multifazici.

O regulă generală, în această privință, este că este de dorit, în măsura în care este posibil, să se producă un flux constant per pol.

Video interesant de câmp magnetic rotativ

.

Lasă un răspuns Anulează răspunsul

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Articole recente

  • Acela s-a întors: NYC sau Boston pentru 99 de dolari
  • Părinții lui Kate Albrecht – Aflați mai multe despre tatăl ei, Chris Albrecht, și despre mama ei, Annie Albrecht
  • Temple Fork Outfitters
  • Burr (roman)
  • Trek Madone SLR 9 Disc

Arhive

  • februarie 2022
  • ianuarie 2022
  • decembrie 2021
  • noiembrie 2021
  • octombrie 2021
  • septembrie 2021
  • august 2021
  • iulie 2021
  • iunie 2021
  • mai 2021
  • aprilie 2021
  • DeutschDeutsch
  • NederlandsNederlands
  • SvenskaSvenska
  • DanskDansk
  • EspañolEspañol
  • FrançaisFrançais
  • PortuguêsPortuguês
  • ItalianoItaliano
  • RomânăRomână
  • PolskiPolski
  • ČeštinaČeština
  • MagyarMagyar
  • SuomiSuomi
  • 日本語日本語
©2022 CDhistory | Powered by WordPress & Superb Themes