تعریف میدان مغناطیسی گردان

میدان مغناطیسی گردان:
وقتی یک منبع سه فاز را به یک سیم پیچی سه فاز توزیع شده یک ماشین چرخان اعمال کنیم، یک میدان مغناطیسی گردان تولید می شود که با سرعت سنکرون می چرخد. در این آموزش، درباره میدان مغناطیسی گردان بحث خواهیم کرد.

برای درک بهتر مفهوم میدان گردان، یک موتور الکتریکی سه فاز را در نظر می گیریم و برآیند شار سه فاز آن را در لحظات مختلف به دست می آوریم. خواهیم دید که نتیجه جمع برداری شار سه فاز یک شار چرخان خواهد بود.

ابتدا استاتور یک موتور الکتریکی را در نظر بگیرید که سیم پیچی هر سه فاز آن از نظر فیزیکی روی هسته استاتور توزیع شده و به اندازه120∘با هم فاصله دارند.

اگرچه جمع برداری سه جریان در یک سیستم سه فاز متعادل صفر است، حاصل میدان های مغناطیسی تولیدی ناشی این جریان ها صفر نیست و مقدار ثابتی دارد که نسبت به زمان در فضا می چرخد.

شار مغناطیسی تولیدی جریان هر فاز را می توان با معادلات زیر نمایش داد. این معادلات شبیه نمایش جریان سیستم سه فاز است که شار نسبت به ولتاژ عمود است.

که در آن، ϕR، ϕY و ϕB شارهای لحظه ای متناظر با سیم پیچی های قرمز، زرد و آبی هستند و ϕm دامنه شار است. شکل موج شارها در فضا را می توان با شکل زیر نمایش داد:

نقطه 0 شکل بالا را در نظر بگیرید. مقدار ϕR در این نقطه برابر است با:

برای مقدارϕY نیز داریم:

و مقدار ϕB برابر است با:

مجموع این شار ها در این لحظه، برابر با ϕr=1.5ϕm است و در شکل زیر نشان داده شده است.

اکنون در نمودار شکل موج ها، نقطه 1 را در نظر بگیرید که متناظر باωt=π/6 یا 30∘ است.

در نتیجه، مقدار ϕr در این نقطه برابر است با:

همچنین برای ϕY داریم:

مقدار ϕB نیز برابر است با:

نتیجه این شارها در نقطه مورد نظر، برابر با ϕr=1.5ϕm بوده و در شکل زیر نشان داده شده است.

حال نقطه2 را در نظر بگیرید که در آن، ωt=π/3 یا 60∘ است.

در این نقطه، مقدار ϕR برابر است با:

مقادیرϕY وϕY نیز به صورت زیر هستند:

مجموع این شارها در نقطه مذکور برابر با ϕr=1.5ϕm است که در شکل زیر نشان داده شده است. واضح است که بردار شار حاصل، به اندازه 30∘ در جهت عقربه های ساعت و بدون تغییر اندازه چرخیده است.

اکنون نقطه 3 را در نظر بگیرید که در آن، ωt=π/2 یا 90∘ است.

در این نقطه، مقدار ϕR، ϕY و ϕB به صورت زیر هستند:

نتیجه این شارها نیز برابر با ϕr=1.5ϕm است که در شکل زیر نشان داده شده است.شار فازها

همان طور که می بینیم، بردار شار حاصل به اندازه 30∘ در جهت عقربه های ساعت چرخیده است.

شکل زیر میدان مغناطیسی سه فاز چرخان را برای لحظات مختلف نشان می دهد (بردارهای سیاه).