AC - Wprowadzenie zebatki02

Użycie do zasilania silników napięcia przemiennego umożliwia uzyskanie przemiennego pola magnetycznego bez stosowania szczotek. Jest to duża zaleta, w porównaniu z silnikami prądu stałego. Brak szczotek to brak konieczności ich wymiany po zużyciu, niema też strat energii spowodowanych tarciem szczotek o pierścienie.

Pole wirujące

Warunkiem koniecznym działania silnika prądu zmiennego jest stworzenie pola wirującego. Pole wirujące charakteryzuje się tym, że jego oś wiruje względem układu odniesienia (względem stojana), a zwrot pozostaje stały wzdłuż osi.

Pole wirowe jest wielkością wektorową. Wypadkowe pole wirujące powstaje ze składania wektorów pól składowych i nie zawsze musi być polem kołowym niektórych silnikach zamiast pola kołowego występuje pole eliptyczne.
aplet102

W silnikach elektrycznych prądu zmiennego, pole takie tworzone jest przez uzwojenia stojana zasilone w odpowiedni sposób prądem przemiennym.

Przemienny prąd elektryczny płynący przez uzwojenie umieszczone w stajanie silnika powoduje powstanie przemiennego pola magnetycznego. Wektor tego pola pulsuje z częstotliwością prądu płynącego przez uzwojenie.
aplet103

Pole wirujące możemy uzyskać zarówno przy zasilaniu 1-fazowym jak i 3-fazowym. Zasilenie trzech uzwojeń stojana napięciem trójfazowym, powoduje powstanie trzech pól pulsujących, z tą samą częstotliwością, ale przesuniętych w fazie. Dodając wektory pól pulsujących otrzymamy wypadkowy wektor, który będzie wirował wokół osi obrotu. W przypadku zasilania 3-fazowego nie potrzeba dokonywać żadnych dodatkowych zabiegów w silniku, aby uzyskać pole wirujące. Przebiegi poszczególnych faz zasilających są przesunięte względem siebie o 2Π/3 (120 stopni), co zapewnia takie same przesuniκcie przebiegσw pulsowania wektorσw pσl magnetycznych wytwarzanych przez poszczegσlne uzwojenia. W przypadku zasilania 1-fazowego trzeba sztucznie stworzyć warunki niezbędne do powstania pola wirującego. W większości przypadków realizuje się to przez zastosowanie dwóch uzwojeń, głównego i pomocniczego(rozruchowego). Uzwojenia są przesunięte względem siebie na obwodzie maszyny o kąt elektryczny Π/2 (90 stopni). Rσwnież prądy zasilające uzwojenia są przesunięte w fazie o Π/2. Takie przesuniecie prądσw można uzyskać poprzez podłączenie jednego z uzwojeρ przez kondensator. Wypadkowe pole wirujące w obu przypadkach powstaje poprzez zsumowanie wektorów pól składowych.

Poniższy aplet ułatwi zrozumienie powstawania pola wirującego dla zasilania 3-fazowego i 1-fazowego.

Sterowanie apletem

Można zwrócić uwagę że w przypadku symetrycznego zasilania 3-fazowego (przebiegi jak w aplecie) długość wypadkowego wektora wirującego stanowi 1.5 wartości amplitudy wektorów składowych, natomiast przy zasilaniu 1-fazowym wektor wirujący ma długość równą amplitudzie wektorów składowych.

Prędkość wirowania

W przedstawiony powyżej modelu powstawało pole o jednej parze biegunów (p=1), które wirowało z prędkością równą częstotliwości napięcia sieci:

częstotliwość napięcia sieci

prędkość wirowania pola

Często stosuje się maszyny o większej liczbie par biegunów. Pole o p par biegunów wiruje p razy wolniej niż pole o jednej parze biegunów. Zatem ogólny wzór na prędkość wirowania pola o p par biegunów wyraża się wzorem:.
predkosc obrotowa silnika

Jest to wzór na tzw. prędkość synchroniczną, która nie zawsze jest prędkością obrotową silnika (jak to jest dla poszczególnych silników możesz dowiedzieć się w działach im poświęconych).

Kąt elektryczny, a kat mechaniczny

Pomiędzy kątem elektrycznym a mechanicznym istnieje prosta zależność, Jeżeli za p przyjmiemy liczbę par biegunów, to

Kąt elektryczny jest p razy więszy niż kąt mechaniczny.
kąt elektryczny

Oczywiście dla p = 1 kąt elektryczny i mechaniczny są takie same, ale w każdym innym przypadku kąt elektryczny jest większy.
[HOME] [Info] [Podstawy] [Adresy] [Silniki - Wstęp] [Silnik DC] [AC - Wprowadzenie]

urb@n © 2006
aplet02