AC motor teori

AC-motorer er elektromagnetiske enheder, der har vekselstrøm som strømkilde. Deres funktion er at omdanne mekanisk energi til elektrisk energi, der kan udføre arbejde. De opererer på princippet om Faradays induktionslove, som siger, at et hurtigt skiftende magnetfelt producerer en induceret emf eller spænding.

Baggrund

Nikola Tesla opfandt den første vekselstrømsmotor. Han arbejdede oprindeligt for Thomas Edison, hvis firma var hovedbyggeren af ​​likestrømssystemer. De faldt ud over Teslas advokat om vekselstrømme som en kilde til magt, og han forlod virksomheden. Han solgte sit patent af et AC-system til Edisons rival, George Westinghouse. Tesla's vision vandt i sidste ende ud over Edison's. Edisons selskab blev senere kendt som General Electric.

Elektromagnetisk Induktion

De er baseret på Faradays induktionslove, hvori det hedder, at et hurtigt skiftende magnetfelt producerer en induceret elektromotorisk kraft eller emf. Elektromotoriske kræfter er spændinger.

Tråd, der bærer strøm producerer magnetfelter. Michael Faraday opdagede, at når en ledning er i et skiftende magnetfelt, induceres en strøm som om der var en kilde til emf. Jo hurtigere skiftende felt, jo større er den genererede emf.

Konstruktion

De to mest almindelige typer er induktion og synkron.

Induktionsmotorer er børsteløse. Den magnetiske kilde er en elektromagnet, der bruger den samme inducerede spænding, som spolerne bruger.

Synkronmotorer drejer i samme hastighed som magnetfeltet. Dette gøres ved at bruge en DC-del i enten statoren eller rotoren. Statoren kan bruge permanente magneter, eller strømmen i rotoren bliver manipuleret til at køre i samme retning i stedet for at skifte.

Induktionsmotorer bruges mere almindeligt. De er enklere at lave, billigere at producere og er ret robuste.

Tilbage EMF

Fordi motorer er generatorer, der fungerer i omvendt, producerer de en emf, ligesom generatorer gør. Den hedder en back emf og vises ikke umiddelbart, når en motor først er tændt. Bagsiden emf er en konsekvens af Lenzs lov, som siger, at en induceret emf producerer en magnetisk flux, der modstår forandringen. Bagsiden emf virker for at reducere strømmen i sløjfen, og dermed sænke motoren ned, og den bliver større, da motorens hastighed øges. Når en belastning ikke er til stede, bliver den næsten lige så stor som indgangsspændingen. Lasten virker også for at bremse ned, og så øges motorens effektbehov. Dette bidrager til energiforbrug og ineffektivitet i deres drift.

Bruger

De fleste motorer er AC. De findes i køleskabe, tog, computere, harddiske, industrimaskiner, husholdningsapparater og mange andre elektroniske enheder. De bruges i visse motorer i elektriske og hybridbiler.