Dlaczego wirnik 3-fazowego silnika indukcyjnego nie powinien obracać się z prędkością synchroniczną?
Dlaczego wirnik 3-fazowego silnika indukcyjnego nie powinien obracać się z prędkością synchroniczną?
Pole magnetyczne stojana, obracające się szybciej niż fizyczna prędkość wirnika, przechodzi przez przewodniki wirnika.To indukuje prąd w wirniku.Prąd w wirniku generuje pole magnetyczne w wirniku, które obraca się z taką samą prędkością jak pole magnetyczne stojana, ale pozostaje w tyle.To tworzy moment obrotowy wirnika.Przy prędkości synchronicznej wirnik obracałby się z taką samą prędkością jak pole magnetyczne wirnika i nie byłby wytwarzany żaden moment obrotowy.Bez obciążenia na wale silnika wymagany jest bardzo mały moment obrotowy, aby utrzymać rotor w ruchu, więc prędkość jest prawie synchroniczna.Każdy wzrost obciążenia zmniejsza prędkość wirnika i zwiększa prąd i moment obrotowy wirnika.
Z pewnością może obracać się z prędkością synchroniczną lub nawet szybciej.
Ale energia elektryczna jest przekazywana do wirnika przez indukcję.W rzeczywistości wirnik jest uzwojeniem wtórnym transformatora, który jest napędzany częstotliwością równą prędkości poślizgu.Tak więc przy prędkości synchronicznej ta częstotliwość wynosi zero i żadna moc nie jest przekazywana do wirnika.
Tak więc, aby obracać się z prędkością synchronizacji, musisz mechanicznie napędzać wirnik z wystarczającą mocą, aby przezwyciężyć straty spowodowane tarciem - dzieje się tak na przykład w samochodzie Tesli toczącym się w dół.
Napęd wirnika jest szybszy niż prędkość synchroniczna i może przywrócić moc do układu elektrycznego.Indukcja między wirnikiem a stojanem pobiera teraz energię elektryczną z wirnika, działając jako hamulec tego, co mechanicznie napędza go przez wał.
Ale to nie jest silnik, to generator
Gdyby wirnik obracał się z prędkością synchroniczną, indukcja byłaby zerowa, a zatem wytwarzany byłby zerowy moment obrotowy.To, co widzisz, to poślizg i ten poślizg tworzy wystarczającą indukcję, która prowadzi do wystarczającego momentu obrotowego, aby przezwyciężyć szczątkowe tarcie i straty, gdy nie jest podłączone odpowiednie obciążenie mechaniczne.
Na wypadek, gdybyś nie rozumiał idei zerowej indukcji;jeśli uzwojenia wirnika obracają się w tym samym tempie co wirujące pole magnetyczne, wirnik nie dostrzega żadnej zmiany w polu magnetycznym, a zatem, zgodnie z prawem indukcji Faradaya, indukcja nie zachodzi.
Należy uważnie przyjrzeć się wirnikowi. W szczególności należy poszukać wszelkich oznak magnetyzmu. Nie znajdziesz żadnych .
Aby wirnik działał synchronicznie, musiałby mieć określony magnetyzm północ-południe. Ten magnes musiałby być wystarczająco silny, aby utrzymać synchronizację silnika pomimo oporu obciążenia. Można to zrobić za pomocą magnesów trwałych lub uzwojenia wirnika napędzanego pierścieniami ślizgowymi.
W rzeczywistości masz „klatkę wiewiórki”. Mogłaby to być zwykła rura miedziana lub aluminiowa, ale działa lepiej, jeśli jest poprowadzona wzdłuż rury, wyglądając jak ... Jeszcze lepiej, jeśli na jego środku zostaną dodane żelazne laminaty. TNie ma połączeń elektrycznych do wirnika .
Stojan silnika wytwarza wirujące pole magnetyczne obracające się z prędkością 3000/3600 obr./min lub 1500/1800 obr./min. „Świst tego wirtualnego magnesu” po klatce wiewiórki indukuje prądy w klatce. Ten prąd tworzy pole magnetyczne, a przyciąganie / odpychanie tego pola magnetycznego wprawia wirnik w ruch.
To, co potrafi wirnik klatkowy, czego silnik synchroniczny nie może, jest przywracane, gdy obciążenie odciąga go od częstotliwości. Im więcej jest poza częstotliwością, tym więcej indukuje i tym większą moc rozwija: każdy, kto pracował w sklepie z drewnem, zna dźwięk BEEE-OOOO-EEE, który wydaje dźwięk piły stołowej ładowanej podczas cięcia.
W teorii to dziwne. Ale w praktycznym zastosowaniu jest cholernie elegancki. Dziękuję, panie Tesla!