Por que um motor CA pode atingir rotação contínua e qual é seu princípio básico de funcionamento?

A razão pela qual um motor CA consegue atingir rotação contínua reside na utilização do princípio da indução eletromagnética e da interação de um campo magnético rotativo. Ele converte energia elétrica em energia mecânica por meio da operação coordenada do estator e do rotor. O princípio específico pode ser dividido em três partes principais:

O primeiro é o geração do campo magnético rotativoQuando uma corrente alternada trifásica passa pelos enrolamentos do estator de um motor CA, devido à diferença de fase de 120° entre as correntes trifásicas, um campo magnético de magnitude constante e direção que gira a uma velocidade constante conforme a corrente muda é formado dentro do núcleo do estator — este é o campo magnético rotativo. A velocidade desse campo magnético é chamada de velocidade síncrona, e sua fórmula de cálculo é: $n_{0} = 60 f / p$ (onde é a frequência de alimentação e é o número de pares de polos do motor). Por exemplo, a frequência de energia industrial na China é de 50 Hz e, para um motor com 2 pares de polos, a velocidade síncrona pode chegar a 1500 r/min, que serve como "fonte de energia" para a rotação do motor.

O segundo é o indução eletromagnética e aplicação de força do rotor. Tomando como exemplo o motor assíncrono mais utilizado, seu rotor é um circuito fechado de condutores (como um rotor de gaiola de esquilo). Quando o campo magnético rotativo do estator corta os condutores do rotor, de acordo com a lei da indução eletromagnética, uma corrente induzida é gerada nos condutores do rotor. Neste momento, a corrente do rotor está no campo magnético rotativo do estator e é submetida à força de Ampère. A direção da força de Ampère pode ser determinada pela regra da mão esquerda e, finalmente, um torque eletromagnético que aciona o rotor para girar é formado. Deve-se notar que a velocidade do rotor é sempre ligeiramente menor do que a velocidade síncrona do campo magnético rotativo do estator (há uma "taxa de escorregamento"), que é uma condição necessária para garantir que o campo magnético corte continuamente os condutores do rotor e gere uma corrente induzida, e também é a origem do nome "motor assíncrono".

Terceiro é o garantia de rotação contínuaDevido à mudança periódica na direção da corrente alternada trifásica, o campo magnético rotativo do estator pode manter uma rotação de velocidade constante. O rotor, acionado pelo torque eletromagnético, gira continuamente seguindo o campo magnético. Ao mesmo tempo, a estrutura mecânica do motor (como rolamentos e eixos rotativos) reduz a resistência rotacional, e o design laminado de chapas de aço silício no núcleo do estator reduz as perdas por histerese e por correntes parasitas, garantindo a conversão eficiente de energia elétrica em energia mecânica e, finalmente, a rotação estável e contínua do motor.

Do ponto de vista de cenários de aplicação, este princípio sustenta a ampla aplicação de motores CA na produção industrial (como máquinas-ferramentas e ventiladores) e em eletrodomésticos (como compressores de ar-condicionado). Com características de estrutura simples e alta confiabilidade, os motores CA também se tornaram um dos principais equipamentos para conversão de energia elétrica em energia mecânica.

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