Stojan wytwarza wirujące pole.

Prądy trójfazowe w rozłożonych uzwojeniach stojana wytwarzają wirujące pole magnetyczne. Jego prędkość synchroniczna wynosi nₛ = 120f ÷ p, gdzie f to częstotliwość w hercach, a p to całkowita liczba biegunów.

Przy 50 Hz czterobiegunowy silnik ma synchroniczną prędkość pola 1,500 rpm. Dotyczy to pola, niekoniecznie wału.

Wirnik otrzymuje energię przez indukcję.

1. Punkt początkowy

Znacznik wirnika indukcyjnego i wirujące poleIlustracja dwubiegunowa. Kierunek pomarańczowego pola wynosi 0 stopni, a ciemny fizyczny znacznik wirnika znajduje się pod kątem 0 stopni. Pole przesuwa się o 120 stopni w każdym przedziale, a wirnik o 116 stopni.Pole 0° · znacznik 0°

2. Jeden przedział później

Znacznik wirnika indukcyjnego i wirujące poleIlustracja układu dwubiegunowego. Pomarańczowy kierunek pola wynosi 120 stopni, a ciemny znacznik fizyczny na wirniku znajduje się przy 116 stopniach. W każdym przedziale pole przesuwa się o 120 stopni, a wirnik o 116 stopni.Pole 120° · znacznik 116°

3. Dwa przedziały później

Znacznik wirnika indukcyjnego i wirujące poleIlustracja układu dwubiegunowego. Pomarańczowy kierunek pola wynosi 240 stopni, a ciemny znacznik fizyczny na wirniku znajduje się przy 232 stopniach. W każdym przedziale pole przesuwa się o 120 stopni, a wirnik o 116 stopni.Pole 240° · znacznik 232°
  1. Pomarańczowa strzałka: kierunek pola. Przesuwa się o 120° w każdym jednakowym przedziale czasu.
  2. Ciemna kropka: znacznik na korpusie wirnika. Przesuwa się o 116° w każdym przedziale. Różnica zwiększa się za każdym razem o 4°, dlatego pole nadal przemieszcza się względem przewodników wirnika.
  3. Ruch względny podtrzymuje indukcję. Różnica prędkości indukuje napięcie i prąd w wirniku; wynikające z tego oddziaływanie magnetyczne wytwarza moment obrotowy.
Uproszczona ilustracja dwubiegunowego wirnika klatkowego przy ustalonej prędkości pracy silnikowej: (120 − 116) ÷ 120 ≈ 3.3% poślizgu. Ciemna kropka jest fizycznym znacznikiem odniesienia, nie kierunkiem pola magnetycznego wirnika. Rozwiązany poniżej przykład czterobiegunowy ma taki sam procentowy poślizg.

Poślizg określa różnicę prędkości.

Pole 1,500 rpm, wirnik 1,450 rpm

Poślizg = (1,500 − 1,450) ÷ 1,500 = 0.0333, czyli około 3.3%.

Podczas zwykłej ustalonej pracy silnikowej wirnik obraca się poniżej prędkości synchronicznej. Przy dokładnie synchronicznej prędkości idealny wirnik nie doświadcza zmiennego pola i nie wytwarza momentu indukcyjnego.

Obciążenie wpływa na punkt pracy.

Przy zasilaniu o stałej częstotliwości wzrost obciążenia zwykle zwiększa poślizg w stabilnym zakresie pracy. Sterowany napęd może dostosować wyjście do wymaganego momentu i prędkości.

Poślizg sam w sobie nie jest usterką. Porównanie prędkości z tabliczki znamionowej z prędkością synchroniczną często ujawnia normalną różnicę.

Przemiennik i silnik muszą współpracować.

Silniki indukcyjne są stosowane w wielu maszynach dźwigowych i agregatach pomp hydraulicznych. Sterowanie częstotliwościowe może zapewniać kontrolowane przyspieszanie i zwalnianie, jeśli instalację do tego zaprojektowano.

Napęd wymaga odpowiedniego modelu i parametrów znamionowych silnika. Sama częstotliwość nie gwarantuje dokładnej prędkości wału przy każdym obciążeniu.

Bliższe spojrzenie

Jeśli wirnik jest napędzany powyżej prędkości synchronicznej, poślizg staje się ujemny i przy odpowiednim wzbudzeniu oraz drodze przepływu energii elektrycznej możliwa jest praca generatorowa maszyny indukcyjnej. Normalny przykład pracy silnikowej nie jest jedynym stanem pracy.

Sprawdź swoją wiedzę

Czy czterobiegunowy silnik indukcyjny zasilany częstotliwością 50 Hz musi obracać się dokładnie z prędkością 1,500 rpm?

Pokaż wyjaśnienie

Nie. To synchroniczna prędkość pola. Podczas pracy silnikowej wirnik zwykle obraca się nieco wolniej, a poślizg umożliwia wytwarzanie momentu obrotowego.

Dalsza lektura.

Lektura opcjonalna, pozwalająca dokładniej zgłębić tę lekcję.