تئوری موتور هیسترزیس

موتور هیستریزیس

در یک موتور خاص دیگر از پدیده هیستریزیس برای تولید گشتاور مکانیکی استفاده می شود.روتور موتور هیستریزیس یک استوانه صاف از یک ماده مغناطیسی است که هیچ گونه دندانه , پیش آمدگی , یا سیم پیچی ندارد.استاتور موتور می تواند تکفاز یا سه فاز باشد, باید یک خازن دائمی همراه با یک سیم پیچی کمکی به کار برده شود تا حتی المقدور میدان مغناطیسی همواری تولید کند, این کار تلفات موتور را به شدت کم می کند.

 اساس کار موتور هیستریزیس :
وقتی یک جریان سه فاز (یا تکفاز با سیم پیچی کمکی) به استاتور موتور اعمال می شود , یک میدان مغناطیسی دوار در داخل ماشین ایجاد می شود. این میدان دوار فلز روتور را مغناطیس کرده, قطب هایی در آن ایجاد می کند.
وقتی موتور با سرعتی کمتر از سرعت سنکرون کار می کند, درون آن دو منبع گشتاور وجود دارد .بیشتر گشتاور در اثر هیستریزیس تولید می شود. وقتی که میدان مغناطیسی استاتور سطح روتور را جارو می کند , شار روتور نمی تواند دقیقا آن را تعقیب کند ,چون فلز روتور تلف هیستریزیس زیادی دارد.هر چه تلف هیستریزیس ذاتی ماده ی روتور بیشتر باشد, زاویه تاخیر میدان مغناطیسی روتور نسبت میدان مغناطیسی استاتور بیشتر می شود . چون میدان مغناطیسی روتور و استاتور در زوایای متفاوتی قرار دارند , در موتور یک گشتاور غیر صفر تولید می شود.علاوه بر ان میدان مغناطیسی استاتور در روتور جریان گردابی تولید می کند , واین جریان های گردابی نیز میدان مغناطیسی خودشان را ایجاد می کنند, و گشتاور روتور بیشتر می شود . هر چه حرکت نسبی بین روتور ومیدان مغناطیسی استاتور بیشتر باشد ,جریان های گردابی و گشتاور ناشی از آن بزرگترند.
وقتی موتور به سرعت سنکرون می رسد , شار استاتور و روتور دیگر نسبت به هم حرکت نمی کنند و روتور مثل یک مغناطیس دائم عمل می کند. در این هنگام گشتاور تولیدشده در موتور با زاویه بین میدان های روتور و استاتور متناسب است , به شرطی که این زاویه از یک زاویه ماکزیمم تعیین شده توسط پس ماند روتور کوجکتر باشد.
مشخصه ی گشتاور- سرعت موتور هیستریزیس در شکل زیر نمایش داده شده است:

چون مقدار پس ماند در یک روتور خاص , تنها تابعی از چگالی شار استاتور و ماده ی تشکیل دهنده ی روتور است , گشتاور پس ماند موتور در تمام سرعت های از صفر تا n_sync تقریبا ثابت است. گشتاور جریان گردابی کم و بیش ب لغزش موتور متناسب است. این واقعیت در رسم شکل مشخصه ی گشتاور – سرعت موتور به حساب آورده شده اند.
چون گشتاور موتور هیستریزیس در تمام سرعت های کمتر از سنکرون , از ماکزیمم گشتاور سنکرون اش بیشتر است, این موتور می تواند هر باری را که در کار عادی قادر به گرداندن آن است, راه اندازی کند.
در موتور هیستریزیس می توان از ساختمان استاتور قطب – سایه دار استفاده کرد تا یک موتور سنکرون کوچک کم-توان خود – راه انداز به دست آید.
این موتور معولا به عنوان مکانیزم گرداننده ی ساعت های الکتریکی به کار می رود . در نتیجه ساعت الکتریکی با فرکانس سیستم قدرت همزمان شده, درست همان دقت( یا عدم دقت ) فرکانس سیستم قدرتی را که به آن متصل است پیدا می کند.
خصوصیات موتور هیسترزیس:
این موتور در محدوده چند میلی وات ساخته می شود یا ۱/۷ اسب بخار.دارای گشتاور راه اندازی است .برای تغییر جهت چرخش باید از طریق تغییر قطب های استاتور عمل کرد.جریان راه اندازی آن کم است.