به عنوان پرکاربردترین دستگاه برق در صنعت مدرن ، موتور القایی با اصل کار نفیس و قابلیت اطمینان عالی ، زیرساخت های تمدن صنعتی را ایجاد کرده است. این نوع موتور اختراع شده توسط نیکولا تسلا در اواخر قرن نوزدهم هنوز بیش از 80 ٪ سناریوهای درایو صنعتی در جهان حاکم است. در کارگاه خروپف نیروگاه ، در قطارهایی که از طریق تونل مترو حرکت می کنند ، و در داخل واحدهای تهویه مطبوع مرکزی ساختمانهای اداری ، موتورهای بی شماری با القاء به طور مداوم به شکلی تقریباً ساکت در حال اجرا هستند و شبکه عصبی قدرت جامعه مدرن را ایجاد می کنند.
1. سمفونی الکترومغناطیسی: کد ساختاری موتور القایی
ساختار اصلی موتور القایی مانند یک ابزار دقیق موسیقی الکترومغناطیسی است و آرایه کویل سه فاز متشکل از سیم پیچ استاتور منبع اصلی صدا آن است. هنگامی که جریان فرکانس صنعتی 380 ولت به سیم پیچ تزریق می شود ، فضای سیم پیچ فوراً به یک حفره رزونانس الکترومغناطیسی تبدیل می شود و یک شکل موج میدان مغناطیسی را با سرعت همزمان می چرخاند (مانند 50Hz مربوط به 3000 دور در دقیقه). این میدان مغناطیسی در حال چرخش مانند یک باتوم نامرئی است که یک جریان ناشی از آن را در میله های روتور قفس سنجاب بسته هیجان زده می کند و یک پاسخ الکترومغناطیسی آینه ای را تشکیل می دهد.
طراحی روتور به طور کامل هنر القاء الکترومغناطیسی را نشان می دهد. میله های آلومینیوم یا مس دقیقاً در شکافهای هسته مرتب شده اند و انتهای آن از طریق حلقه های انتهایی یک حلقه بسته الکتریکی تشکیل می دهند. این ساختار به ظاهر ساده معنای عمیقی دارد: سرعت روتور همیشه از میدان مغناطیسی چرخان عقب مانده است. این پارامتر به نام Slip (معمولاً بین 2-5 ٪) کلید تبدیل انرژی است. هنگامی که لغزش ناپدید می شود ، جریان ناشی از آن نیز به صفر باز می گردد. این ویژگی خود تنظیم کننده به موتور سازگاری بار طبیعی می بخشد.
2. انرژی کیمیاگری: از میدان الکترومغناطیسی گرفته تا انرژی جنبشی مکانیکی
در سطح میکروسکوپی تبدیل انرژی ، جریان متناوب در سیم پیچ استاتور یک میدان بالقوه الکترومغناطیسی چرخان ایجاد می کند. این میدان پویا باعث مهاجرت جمعی الکترون ها در میله های روتور می شود. طبق قانون لنز ، میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان القایی همیشه سعی می کند تغییر در شار مغناطیسی را که باعث ایجاد آن می شود جبران کند. این رویارویی الکترومغناطیسی یک نیروی لورنتز مماس مداوم بر روتور را تشکیل می دهد ، که در نهایت به یک گشتاور مکانیکی تبدیل می شود که شافت را برای چرخش سوق می دهد.
ویژگی به ظاهر معیوب لغزش در واقع یک طراحی پیچیده است: وقتی بار مکانیکی افزایش می یابد و سرعت کاهش می یابد ، افزایش لغزش باعث ایجاد جریان ناشی از قوی تر می شود ، که به طور خودکار گشتاور خروجی را افزایش می دهد. این مکانیسم بازخورد منفی به موتور القایی توانایی متعادل کننده بار طبیعی را می دهد و مزایای تطبیقی را در شرایط بار متغیر مانند چرخ دستی و کمپرسورها نشان می دهد. منحنی بهره وری نشان می دهد که در محدوده بار {0}}} ٪ ، راندمان تبدیل انرژی موتور می تواند بالاتر از 90 ٪ باشد.
