Hebrew 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hindi 
הסיבה לכך שמנוע AC יכול להשיג סיבוב רציף טמונה בניצולו של עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית ובהשפעת שדה מגנטי מסתובב, יחד עם תכנון מבני ספציפי הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית ביציבות. ניתן לנתח את המבנים המרכזיים ועקרונות העבודה שלו משני ההיבטים הבאים:
1. מבנים מרכזיים: "יסוד החומרה" התומך ברוטציה
מנוע AC מורכב בעיקר משני חלקים עיקריים: סטטור ורוטור. הפעולה המשותפת של שני חלקים אלה היא תנאי הכרחי למימוש סיבוב.
- גַלגַל מְכַוֵןכחלק קבוע של המנוע, רכיבי הליבה של הסטטור הם ליבת הסטטור וסליל הסטטור. ליבת הסטטור נוצרת בדרך כלל על ידי שכבת יריעות פלדת סיליקון, מה שיכול להפחית ביעילות את הפסדי זרם המערבולת. הצד הפנימי של הליבה מחולק באופן שווה עם חריצים להטמעת סליל הסטטור. סליל הסטטור עשוי בדרך כלל מחוטי נחושת מצופים אמייל ומחובר לסליל תלת פאזי על פי כללים ספציפיים (רוב מנועי AC תעשייתיים הם מנועים תלת פאזיים), המחובר לספק כוח AC תלת פאזי. כאשר זרם עובר דרך הסליל, הסטטור מייצר שדה מגנטי מסתובב, המשמש כ"מקור כוח" המניע את סיבוב המנוע.
- רוטורהרוטור הוא החלק המסתובב של המנוע והוא מחולק בדרך כלל לשני סוגים: רוטור סנאי ורוטור מלופף. לרוטור סנאי מבנה פשוט, המורכב מליבת רוטור, פיתולי רוטור (מוטות נחושת או מוטות אלומיניום) וטבעות קצה. פיתולי הרוטור משובצים בחריצי הליבה כמו "כלוב" ומקוצרים בשני קצותיהם דרך טבעות הקצה. לרוטור מלופף, לעומת זאת, יש פיתולים עם שכבות בידוד משובצות בחריצי הליבה. שני קצוות הפיתולים מובלים החוצה דרך טבעות החלקה ומברשות, וניתן לחבר נגדים חיצוניים כדי להתאים את ביצועי המנוע. תפקידו העיקרי של הרוטור הוא לייצר זרם מושרה תחת פעולת השדה המגנטי המסתובב של הסטטור, ולאחר מכן להידחף לסיבוב על ידי כוח אלקטרומגנטי.
2. עקרון פעולה: "לוגיקת הסיבוב" המונעת על ידי כוח אלקטרומגנטי
סיבוב מנוע AC מסתמך על תהליך שלם של "יצירת שדה מגנטי מסתובב - יצירת זרם מושרה - סיבוב מונע על ידי כוח אלקטרומגנטי". ניקח לדוגמה את מנוע AC אסינכרוני תלת פאזי (הסוג הנפוץ ביותר):
- יצירת שדה מגנטי מסתובבכאשר סלילי התלת-פאזיות של הסטטור מחוברים לספק כוח AC סימטרי תלת-פאזי, כל פאזה של הסליל תייצר זרם מתחלף המשתנה באופן סינוסואידי עם הזמן. עקב הפרש הפאזה של 120° בין זרמי התלת-פאזיות, השדה המגנטי המשולב המעורר במשותף על ידם בליבת הסטטור אינו נייח אלא מסתובב סביב ציר המנוע במהירות יציבה (הידועה כמהירות סינכרונית), ויוצר "שדה מגנטי מסתובב". גודל המהירות הסינכרונית נקבע על ידי תדר ספק הכוח ומספר זוגות הקטבים של סליל הסטטור של המנוע, לפי הנוסחה: n₀ = 60f/p (כאשר n₀ היא מהירות הסינכרונית, בסל"ד; f הוא תדר ספק הכוח, בהרץ; p הוא מספר זוגות הקטבים).
- זרם מושרה על ידי רוטור וכוח אלקטרומגנטיקווי השדה המגנטי של השדה המגנטי המסתובב יחתכו את סלילי הרוטור (או מוטות הרוטור). על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית, נוצר כוח אלקטרומגנטי מושרה בסלילי הרוטור. מכיוון שסלילי הרוטור יוצרים מעגל סגור דרך טבעות הקצה (או מעגלים חיצוניים), הכוח האלקטרומגנטי המושרה מניע זרם לזרום בסלילי הרוטור, ויוצר "זרם מושרה רוטור". בנקודה זו, מוליכי הרוטור עם הזרם המושרה נמצאים בשדה המגנטי המסתובב של הסטטור. על פי כלל יד שמאל של פלמינג, מוליכי הרוטור נתונים לפעולת כוח אלקטרומגנטי. המומנט הכולל המופעל על ידי כוחות אלקטרומגנטיים אלה על ציר הרוטור של המנוע נקרא "מומנט אלקטרומגנטי".
- סיבוב רציף ומאפיין "אסינכרוני"מונע על ידי מומנט אלקטרומגנטי, רוטור המנוע מתחיל להסתובב בכיוון השדה המגנטי המסתובב ומאיץ בהדרגה. עם זאת, יש לציין שמהירות הרוטור (המכונה מהירות הרוטור n) לעולם לא תוכל להגיע למהירות הסינכרונית n₀ של השדה המגנטי המסתובב של הסטטור. הסיבה לכך היא שאם מהירות הרוטור שווה למהירות הסינכרונית, לא תהיה תנועה יחסית בין מוליכי הרוטור לשדה המגנטי המסתובב, וקווי השדה המגנטי לא יוכלו לחתוך את מוליכי הרוטור. כתוצאה מכך, גם הזרם המושרה על ידי הרוטור וגם המומנט האלקטרומגנטי ייעלמו, והרוטור יאוט עקב התנגדות. לכן, מהירות הרוטור תמיד נמוכה ממהירות הסינכרונית. "הפרש מהירויות" זה הוא תנאי הכרחי לשמירה על הזרם המושרה על ידי הרוטור ועל המומנט האלקטרומגנטי, והוא גם מקור השם "מנוע אסינכרוני" (היחס בין הפרש המהירות למהירות הסינכרונית נקרא קצב החלקה s, כאשר s = (n₀ – n)/n₀, ו-s הוא בדרך כלל בין 0.01 ל-0.05 במהלך פעולה רגילה). באמצעות מנגנון זה של "השדה המגנטי המסתובב המניע את הרוטור והפרש המהירות שומר על ההספק", מנוע ה-AC משיג סיבוב רציף ויציב, ובכך מניע ציוד מכני מגוון לפעול.
