الکتروموتور قفس سنجابی یکی از انواع الکتروموتورهاست که ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می دهد و برای کاربردهای خانگی و صنعتی مناسب است.
الکتروموتور قفس سنجابی یکی از انواع رایج الکتروموتورها است که به دلیل ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا، در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، به بررسی محاسبات سیم پیچی ژنراتور، تعداد دور ژنراتور، میدان مغناطیسی، اساس کار ژنراتور مولد برق و فرمول های مختلف محاسبات مربوط به سیم پیچی موتور می پردازیم.
الکتروموتور قفس سنجابی
محاسبات سیم پیچی ژنراتور – تعداد دور ژنراتور
برای محاسبه تعداد دور الکتروموتور قفس سنجابی، ابتدا باید تعداد قطب ها و سرعت چرخش ژنراتور را بدانیم. فرمول محاسبه سرعت سنکرون ژنراتور به صورت زیر است:
(/p(120*f))N_s =
که در آن:
• N_s: سرعت سنکرون (دور در دقیقه)
• f : فرکانس برق (هرتز)
• P: تعداد قطب ها
میدان مغناطیسی چیست؟
میدان مغناطیسی یک مفهوم فیزیکی است که به توصیف نحوه تأثیر یک آهنربا یا جریان الکتریکی بر اشیا و ذرات دیگر در اطراف خود می پردازد. این میدان مغناطیسی دارای خصوصیات و ویژگی های منحصر به فردی است:
- تعریف: میدان مغناطیسی فضایی است که تحت تأثیر آهنربا یا جریان الکتریکی قرار می‌گیرد و بر ذرات و اشیای دارای بار الکتریکی یا خاصیت مغناطیسی، نیرو وارد می‌کند.
- بردار میدان مغناطیسی: میدان مغناطیسی یک بردار است که با یک مقدار و جهت مشخص در هر نقطه از فضا تعریف می شود. این بردار با نماد B نشان داده می‌شود.
- واحد: واحد اندازه گیری میدان مغناطیسی تسلا (T) است که معادل نیوتن بر آمپر-متر (N/A·m) می باشد.
- منابع: منابع اصلی میدان مغناطیسی، آهنرباها و جریان های الکتریکی هستند. هر دو این منابع، میدان مغناطیسی اطراف خود ایجاد می‌کنند.
- خطوط میدان: میدان مغناطیسی را می توان به صورت خطوط بسته ترسیم کرد که از قطب شمال آهنربا شروع شده و به قطب جنوب آن ختم می شوند.
- کاربردها: میدان مغناطیسی کاربردهای متعددی در علوم مختلف از جمله الکترومغناطیس، ذره شناسی، مغناطیس و… دارد.
اساس کار ژنراتور مولد برق
ژنراتور مولد برق بر اساس قانون فارادی کار می‌کند که بیان می‌کند تغییرات میدان مغناطیسی در یک هادی الکتریکی باعث القای ولتاژ در آن می شود. در ژنراتورهای مدرن، این تغییرات میدان مغناطیسی توسط چرخش روتور در داخل استاتور ایجاد می گردد، که باعث تولید جریان الکتریکی در سیم پیچ های استاتور می شود.
فرمول محاسبه تعداد دور سیم پیچ موتور
برای محاسبه تعداد دور سیم پیچ موتور، از رابطه زیر استفاده می گردد:
N= (V/(4.44*f*phi* k_w))
که در آن:
• N : تعداد دور سیم پیچ
• V : ولتاژ اعمالی به سیم پیچ
• f : فرکانس برق
• Phi : چگالی شار مغناطیسی
• k_w : ضریب سیم پیچی
فرمول محاسبه دور سنکرون سیم پیچی موتور
فرمول محاسبه دور سنکرون موتور به صورت زیر است:
N_s= ((120*f)/p)
که قبلا نیز توضیح داده شد.
فرمول محاسبه سرعت گردش روتور موتور
سرعت گردش روتور موتور با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
N_r = N_s*(1-s)
که در آن:
• N_r: سرعت روتور
• N_s: سرعت سنکرون
• S: ضریب لغزش
فرمول محاسبه تعداد شیارهای هر فاز در زیر هر قطب از سیم پیچی
برای محاسبه تعداد شیارهای هر فاز در زیر هر قطب از فرمول زیر استفاده می شود:
Q=(z/(p*m))
که در آن:
• q : تعداد شیارهای هر فاز در زیر هر قطب
• Z : تعداد کل شیارها
• P: تعداد قطب ها
• M: تعداد فازها
فرمول محاسبه زاویه مکانیکی بین شیارها
زاویه مکانیکی بین شیارها با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:
theta_m = (360^\ {Z})
که در آن:
• theta_m : زاویه مکانیکی بین شیارها
• Z : تعداد کل شیارها
فرمول محاسبه گام سیم بندی
گام سیم بندی به صورت زیر محاسبه می شود:
y = (Z/P)
که در آن:
• y : گام سیم بندی
• Z: تعداد کل شیارها
• P : تعداد قطب ها
فرمول محاسبه گام فازی
گام فازی به صورت زیر محاسبه می شود:
y_f = (z/(2*m))
که در آن:
• y_f : گام فازی
• Z: تعداد کل شیارها
• m : تعداد فازها
محاسبات سیم پیچی موتور سه فاز
برای محاسبات سیم پیچی موتور سه فاز، باید تعداد شیارها، تعداد قطب ها و تعداد فازها را بدانیم. سپس با استفاده از فرمول های بالا می توان پارامترهای مختلف سیم پیچی را محاسبه کرد. به عنوان مثال، اگر یک موتور سه فاز با 36 شیار و 4 قطب داریم، می توانیم تعداد شیارهای هر فاز در زیر هر قطب، زاویه مکانیکی بین شیارها، گام سیم بندی و گام فازی را محاسبه کنیم. در نهایت، با توجه به محاسبات انجام شده، می توان سیم پیچی موتور را به صورت بهینه انجام داد تا موتور با کارایی بالا و طول عمر بیشتری عمل کند.
جمع بندی
الکتروموتور قفس سنجابی به دلیل ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا، یکی از پرکاربردترین انواع الکتروموتورها است. با انجام محاسبات دقیق و استفاده از فرمول های صحیح، می توان سیم پیچی این موتورها را بهینه کرد و عملکرد بهینه آن‌ها را تضمین نمود. درک کامل از میدان مغناطیسی، اساس کار ژنراتور و فرمول های مختلف محاسباتی می تواند به مهندسان و تکنسین ها در طراحی و نگهداری این موتورها کمک شایانی کند.