Στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο

Τρία ακίνητα τυλίγματα, τρία ρεύματα με διαφορά 120°, και ένα πεδίο που γυρίζει χωρίς να κινείται τίποτα. Δες το συνιστάμενο διάνυσμα να στρέφεται, εναλλάξ δύο φάσεις για να αντιστραφεί, και δοκίμασε τι γίνεται με μία μόνο φάση.

Ασύγχρονος κινητήρας · τριφασικό τύλιγμα

L1L1'L2L2'L3L3'
Το σχέδιο είναι διπολικό. Με περισσότερους πόλους το ίδιο μοτίβο επαναλαμβάνεται και το πεδίο στρέφεται αντίστοιχα πιο αργά.
L1L2L3στιγμή που απεικονίζεται
+I0−I0°180°360°540°720°ηλεκτρική γωνία
i +1.00i 0.50i 0.50

Χειριστήρια

Τροφοδοσία
50 Hz
Πόλοιζεύγη πόλων p
Σύγχρονες στροφές
3000 rpm
Φορά περιστροφής
δεξιόστροφα
Μέτρο πεδίου
1.50 · Bmax
Ηλεκτρική γωνία

Τι δείχνει και τι όχι. Το ρεύμα κάθε φάσης δίνεται κανονισμένο, ως i = cos(θ − k·120°), και το σχέδιο είναι πάντα διπολικό — η επιλογή πόλων αλλάζει μόνο τον υπολογισμό των στροφών. Δεν μοντελοποιείται κορεσμός σιδήρου, αρμονικές τυλίγματος ούτε η ολίσθηση του δρομέα: το πεδίο εδώ στρέφεται πάντα στη σύγχρονη ταχύτητα.

Γιατί γυρίζει

Κάθε τύλιγμα παράγει πεδίο μόνο στον δικό του άξονα, που όμως πάλλεται. Επειδή οι τρεις άξονες απέχουν 120° και τα ρεύματα επίσης 120°, το άθροισμα βγαίνει διάνυσμα σταθερού μέτρου 1,5·Bmax που στρέφεται με σταθερή ταχύτητα. Κράτα το μάτι σου στον μετρητή «μέτρο πεδίου»: μένει 1,50 όση ώρα κι αν γυρίζει. Κανένα μέρος του στάτη δεν κινείται.

Σύγχρονη ταχύτητα

ns = 120·f / αριθμό πόλων = 60·f / p

Στα 50 Hz: 3000 rpm με 2 πόλους, 1500 με 4, 1000 με 6. Ο δρομέας του ασύγχρονου τρέχει πάντα λίγο πιο αργά — η διαφορά είναι η ολίσθηση, και χωρίς αυτήν δεν επάγεται τίποτα στον κλωβό, άρα δεν υπάρχει ροπή.

Ο inverter αλλάζει το f, άρα κατεβάζει ή ανεβάζει το ns— γι' αυτό ρυθμίζει στροφές χωρίς μειωτήρα. Κατεβάζει όμως και την τάση μαζί, κρατώντας το V/f σταθερό: αλλιώς η μαγνητική ροή ανεβαίνει και ο σίδηρος κορένεται. Μέθοδοι εκκίνησης.

Εναλλαγή δύο φάσεων

Αν εναλλάξεις δύο αγωγούς, η διαδοχή γίνεται L1-L3-L2 και το διάνυσμα στρέφεται ανάποδα. Δύο καλώδια στην κλέμμα — και ο κινητήρας γυρίζει αντίστροφα. Η εναλλαγή και των τριών κυκλικά δεν αλλάζει τίποτα: η διαδοχή παραμένει η ίδια.

Γι' αυτό η δοκιμή ακολουθίας φάσεων είναι πεδίο του πρωτοκόλλου ελέγχου: σε αντλίες, ανελκυστήρες και συμπιεστές η λάθος φορά δεν είναι ενόχληση, είναι ζημιά.

Γιατί ο μονοφασικός δεν ξεκινά μόνος του

Με μία φάση το πεδίο δεν στρέφεται, πάλλεται. Και ένα παλλόμενο πεδίο ισοδυναμεί με δύο πεδία μισού μέτρου που στρέφονται αντίθετα: οι ροπές τους αλληλοαναιρούνται στην ακινησία, οπότε ο κινητήρας βουίζει και δεν φεύγει. Δώσ' του σπρώξιμο και ξεκινά — προς όποια μεριά τον έσπρωξες.

Γι' αυτό χρειάζεται βοηθητικό τύλιγμα με πυκνωτή — δημιουργεί τη δεύτερη, μετατοπισμένη φάση. Πάτησε «Μονοφασικό» και δες τα δύο μισά διανύσματα να ανοίγουν και να ξανακλείνουν.