اصول عملکرد موتور القایی

اصول عملکرد موتور القایی:
موتور القایی، همان گونه که از نامش بر می آید، بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می کند.

القای الکترومغناطیسی پدیده ای است که در آن، وقتی یک هادی الکتریکی در یک میدان مغناطیسی گردان قرار می گیرد، نیروی محرکه الکتریکی در آن القا می شود.

استاتور و روتور دو بخش اصلی موتور هستند. استاتور بخش ساکن است و سیم پیچی هایی روی آن سوار شده است.

سیم پیچی های اصلی یا میدان نیز روی روتور قرار گرفته اند. سیم پیچی های استاتور با فاصله برابر 120 درجه ای از یکدیگر قرار داده شده اند.

موتور القایی، یک موتور تحریک یگانه یا تکی است؛ بدین معنی که منبع تغذیه تنها به یک بخش آن، یعنی استاتور، اعمال می شود. عبارت تحریک به معنی فرایند القای میدان مغناطیسی در بخش های مختلف موتور است.

وقتی که منبع سه فاز به استاتور اعمال شود، موجب تولید یک میدان مغناطیسی گردان روی آن خواهد شد. شکل زیر، نحوه ایجاد میدان مغناطیسی گردان در استاتور را نشان می دهد.

میدان مغناطیسی گردان در خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد و پلاریته آن متحرک است. در واقع، پلاریته های میدان مغناطیسی با توجه به نیم سیکل های مثبت و منفی منبع تغییر می کنند. تغییر پلاریته ها سبب چرخش میدان مغناطیسی می شود.

هادی های روتور ثابت هستند. این هادی های ثابت، میدان مغناطیسی چرخان استاتور را قطع می کنند و به دلیل القای الکترومغناطیسی، نیرو محرکه الکتریکی یا EMF در روتور القا می شود.

این EMF به عنوان EMF القایی روتور شناخته می شود و دلیل آن نیز پدیده القای الکترومغناطیسی است.

مدار هادی های روتور، توسط حلقه های انتهایی یا با کمک مقاومت خارجی بسته می شود.

حرکت نسبی بین میدان مغناطیسی گردان و هادی روتور، جریانی را در هادی های روتور القا می کند. به محض آنکه جریان در روتور برقرار شود، شار در آن القا می شود. جهت شار روتور مشابه با جهت جریان آن است.

اکنون دو شار داریم:

یکی ناشی از روتور و دیگری استاتور. این شارها با هم فعل و انفعال دارند. در یک سر هادی شارها یکدیگر را حذف می کنند و در سر دیگر، چگالی شار بسیار بالا است.

شار با چگالی بالا سعی می کند هادی روتور را به سمت ناحیه ای که چگالی شار آن کم است حرکت دهد. این پدیده، سبب ایجاد گشتاور در هادی شده که به عنوان گشتاور الکترومغناطیسی شناخته می شود.

جهت گشتاور الکترومغناطیسی و میدان مغناطیسی گردان یکسان است. بنابراین، روتور در همان جهت چرخش میدان مغناطیسی گردان شروع به چرخیدن می کند.

سرعت روتور همیشه کمتر از سرعت میدان مغناطیسی چرخان (که با نام سرعت سنکرون شناخته می شود) است.

روتور تلاش می کند در سرعت سنکرون بچرخد، اما همواره اصطلاحاً یک لغزش وجود دارد. بنابراین، روتور هیچ گاه در سرعت سنکرون نمی چرخد. به همین دلیل است که موتور القایی را موتور آسنکرون (غیرسنکرون) نیز می نامند.