พื้นฐานของมอเตอร์ - ทฤษฎีและกฎหมายในการออกแบบมอเตอร์

เคยสงสัยไหมว่ามอเตอร์หมุนอย่างไร? ปัจจัยพื้นฐานเกี่ยวข้องกับอะไร? มีการควบคุมอย่างไร? มอเตอร์แบบแปรง DC อยู่ในตลาดมานานแล้วและหมุนได้ง่ายด้วยแหล่งจ่ายไฟ DC / แบตเตอรี่ในขณะที่มอเตอร์เหนี่ยวนำและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนและทฤษฎีการควบคุมเพื่อให้หมุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก่อนที่เราจะได้รับการสิ่งที่เป็นมอเตอร์ DCหรือสิ่งอื่น ๆประเภทมอเตอร์มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจการทำงานของมอเตอร์เชิงเส้น - มอเตอร์พื้นฐานที่สุด สิ่งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจพื้นฐานเบื้องหลังการหมุนของมอเตอร์

ฉันเป็นวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์กำลังและควบคุมมอเตอร์และบล็อกถัดไปจะเกี่ยวกับการควบคุมมอเตอร์ แต่มีบางหัวข้อที่จำเป็นต้องทำความเข้าใจก่อนที่จะเข้าสู่ส่วนลึกของการควบคุมมอเตอร์และเราจะกล่าวถึงในบทความนี้

การทำงานของ Linear Motor
ประเภทของมอเตอร์และประวัติ
ความสามารถ
ปฏิสัมพันธ์ของฟลักซ์ระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์

การทำงานของ Linear Motor

ในฐานะวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์กำลังฉันไม่ได้รู้อะไรมากเกี่ยวกับการทำงานของมอเตอร์ ฉันอ่านโน้ตหนังสือและวิดีโออ้างอิงมากมาย ผมมีช่วงเวลาที่ยากในการทำความเข้าใจบางส่วนของมอเตอร์และการควบคุมของตนในเชิงลึกจนผมเรียกอีกครั้งเพื่อกฎหมายการแปลงพลังงานกลไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน - ฟาราเดย์และลอเรนกองทัพกฎหมายเราจะใช้เวลาทำความเข้าใจกับกฎหมายเหล่านี้ บางคนอาจจะรู้อยู่แล้ว แต่ก็เป็นการดีที่จะผ่านมันไปอีกครั้ง คุณอาจได้เรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ

กฎของฟาราเดย์

กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์กล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์ของขดลวดและแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น

จ (t) = -dφ / dt … (1)

ที่ไหน Φ แสดงให้เห็นถึงการไหลของของเหลวในขดลวดนี่เป็นหนึ่งในสมการพื้นฐานที่ใช้ในการสร้างแบบจำลองทางไฟฟ้าของมอเตอร์ สถานการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นในมอเตอร์ที่ใช้งานได้จริงเนื่องจากขดลวดจะประกอบด้วยจำนวนรอบกระจายในอวกาศและเราจะต้องพิจารณาถึงฟลักซ์ในแต่ละรอบเหล่านี้ คำว่า flux linkage (λ) หมายถึงฟลักซ์ทั้งหมดที่เชื่อมโยงกับขดลวดทั้งหมดและได้รับจากสมการต่อไปนี้

Φ _n หมายถึงฟลักซ์เชื่อมโยงกับ n ^THขดลวดและ N คือจำนวนของการเปลี่ยน สามารถอธิบายได้ว่าขดลวดเกิดจาก N รอบเดียวในการกำหนดค่าแบบอนุกรม ด้วยประการฉะนี้

λ = Nφ e (t) = -dλ / dt = -Ndφ / dt

โดยปกติเครื่องหมายลบจะเป็นผลมาจากกฎหมายของ Lenz

กฎหมายของ Lenz ระบุไว้ดังต่อไปนี้ EMF (แรงเคลื่อนไฟฟ้า) ถูกเหนี่ยวนำในขดลวดหากฟลักซ์ที่เชื่อมโยงกับมันเปลี่ยนไป ขั้วของ EMF เป็นเช่นนั้นหากตัวต้านทานถูกปัดข้ามกระแสที่ไหลเข้ามาจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ซึ่งทำให้เกิด EMF นั้น

ให้เราเข้าใจกฎหมาย Lenz ผ่านตัวนำ (แท่ง) ที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก (B̅) ชี้ลงไปในระนาบของกระดาษดังที่แสดงไว้ด้านบน แรง F ที่_ใช้จะทำให้แกนเคลื่อนที่ในแนวนอน แต่แกนจะสัมผัสกับตัวนำแนวนอนเสมอ ตัวต้านทานภายนอก R ใช้เป็นตัวปัดเพื่อให้กระแสไหล ดังนั้นการจัดเรียงจึงทำหน้าที่เหมือนวงจรไฟฟ้าธรรมดาที่มีแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (EMF ที่เหนี่ยวนำ) และตัวต้านทาน ฟลักซ์ที่เชื่อมโยงกับลูปนี้กำลังเปลี่ยนไปเมื่อพื้นที่ที่เชื่อมโยงกับB̅เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำให้เกิด EMF ในวงจรตามกฎของฟาราเดย์ (ขนาดจะถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์) และกฎของ Lenz (ขั้วจะถูกตัดสินว่ากระแสที่เหนี่ยวนำจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์)

ขวามือกฎง่ายๆจะช่วยให้เราในการรู้ทิศทางของปัจจุบันหากเราขดนิ้วไปตามทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำนิ้วหัวแม่มือจะให้ทิศทางของสนามที่สร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำนั้น ในกรณีนี้เพื่อต่อต้านฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากฟิลด์B̅เราจำเป็นต้องพัฒนาฟิลด์ให้อยู่นอกระนาบของกระดาษดังนั้นกระแสจะไหลในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา เป็นผลให้เทอร์มินัล A เป็นบวกมากกว่าขั้ว B จากจุดรับน้ำหนัก EMF เชิงบวกได้รับการพัฒนาโดยมีฟลักซ์เพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้เราจะเขียนสมการเป็น

e (เสื้อ) = d λ / dt

สังเกตว่าเราไม่สนใจเครื่องหมายลบในขณะที่เรากำลังเขียนสมการนี้จากมุมมองของโหลด (กรณีที่คล้ายกันนี้จะเกิดขึ้นเมื่อเราเริ่มจัดการกับมอเตอร์) วงจรไฟฟ้าสุดท้ายจะมีรูปแบบดังรูปด้านล่าง แม้ว่ากรณีที่กล่าวถึงจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่เราได้ใช้รูปแบบการเข้าสู่ระบบจากมุมมองของมอเตอร์และขั้วที่แสดงในรูปด้านล่างนั้นถูกต้อง (จะเห็นได้ชัดเมื่อเราไปยังการทำงานของมอเตอร์)

เราสามารถคำนวณ EMF เหนี่ยวนำดังต่อไปนี้ ขดลวด 1 เทิร์น (ตัวนำในกรณีนี้) จะทำให้เกิดการเชื่อมโยงของฟลักซ์:

โดยที่ A แทนพื้นที่ของวง l คือความยาวของตัวนำ v คือความเร็วที่แกนเคลื่อนที่เนื่องจากแรงกระทำ

มองไปที่ด้านบนสมการที่เราสามารถพูดได้ว่าขนาดของ EMF เป็นสัดส่วนกับความเร็วของตัวนำและเป็นอิสระจากตัวต้านทานภายนอก แต่ตัวต้านทานภายนอกจะกำหนดว่าต้องใช้แรงเท่าใดในการรักษาความเร็ว (และด้วยเหตุนี้กระแสไฟฟ้า) การสนทนานี้ยังคงดำเนินต่อไปในรูปแบบของกฎหมายลอเรนซ์

กฎหมายลอเรนซ์

เราจะตรวจสอบสมการก่อนแล้วจึงพยายามทำความเข้าใจ

F = q (E + Vc x B)

ระบุว่าเมื่ออนุภาคของประจุ q เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v _cในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดแรง ในมอเตอร์สนามไฟฟ้า E ไม่เกี่ยวข้อง ด้วยประการฉะนี้

F = q Vc. ข

หากสนามมีค่าคงที่ตามเวลาตลอดความยาวของตัวนำและตั้งฉากกับมันเราสามารถเขียนสมการข้างต้นได้ดังนี้:

F = q dx / dt. B = dq / dt. x. B = il B = B. i. ล

แสดงให้เห็นว่าแรงที่กระทำต่อประจุนั้นแปรผันโดยตรงกับกระแสไฟฟ้า

กลับไปร่างแรกที่เราได้เห็นว่าแรงภายนอกเจือจางใช้ EMF ซึ่งก่อให้เกิดการหมุนเวียนในต้านทานหนึ่ง พลังงานทั้งหมดจะกระจายไปเป็นความร้อนในตัวต้านทาน กฎการอนุรักษ์พลังงานควรเป็นที่พึงพอใจและด้วยเหตุนี้เราจึงได้รับ:

ฉ. v = e. ผม

สมการนี้แสดงให้เห็นว่าพลังงานกลถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าอย่างไร การจัดเรียงนี้เรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชิงเส้น

ในที่สุดเราก็สามารถตรวจสอบได้ว่ามอเตอร์ทำงานอย่างไรเช่นพลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานกลอย่างไร ในรูปด้านล่างเราได้เปลี่ยนตัวต้านทานภายนอกด้วยตัวต้านทานแบบก้อนของวงจรและตอนนี้มีแหล่งจ่ายแรงดันภายนอกที่จ่ายกระแส ในกรณีนี้เราจะสังเกตเห็นแรงที่พัฒนาขึ้น (F _DEVELOPED) ที่กำหนดโดยกฎหมายลอเรนซ์ ทิศทางของกำลังสามารถกำหนดได้โดยกฎมือขวาที่แสดงด้านล่าง

นี่คือวิธีการทำงานของมอเตอร์เชิงเส้น มอเตอร์ทั้งหมดได้มาจากหลักการพื้นฐานเหล่านี้ มีบทความและวิดีโอโดยละเอียดมากมายที่คุณจะได้พบกับการอธิบายการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงแบบแปรงมอเตอร์แบบไม่มีแปรงมอเตอร์ PMSM มอเตอร์เหนี่ยวนำ ฯลฯ ดังนั้นจึงไม่สมเหตุสมผลที่จะมีบทความอธิบายการทำงานอีกหนึ่งบทความ นี่คือลิงค์ไปยังวิดีโอเพื่อการศึกษาที่ดีเกี่ยวกับมอเตอร์ประเภทต่างๆและการทำงานของมัน

ประวัติมอเตอร์

ในอดีตมีการสามประเภทของมอเตอร์ที่ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลาย - แปรงกระแสไฟฟ้า DC, ซิงโครและเหนี่ยวนำมอเตอร์ การใช้งานจำนวนมากต้องการความเร็วที่แตกต่างกันและมีการใช้มอเตอร์กระแสตรง แต่การนำไทริสเตอร์มาใช้ในราวปีพ. ศ. 2501 และเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ได้เปลี่ยนฉาก
อินเวอร์เตอร์ได้รับการพัฒนาซึ่งช่วยในแอพพลิเคชั่นควบคุมความเร็วที่มีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ทรานซิสเตอร์สามารถเปิดและปิดได้ตามต้องการและอนุญาตให้ใช้งาน PWM ได้ รูปแบบการควบคุมพื้นฐานที่พัฒนาขึ้นก่อนหน้านี้คือไดรฟ์ V / f สำหรับเครื่องเหนี่ยวนำ
ในแบบคู่ขนานแม่เหล็กถาวรเริ่มเปลี่ยนขดลวดสนามเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ และการใช้อินเวอร์เตอร์ร่วมกับเครื่องแม่เหล็กถาวรรูปไซน์ช่วยให้สามารถกำจัดแปรงได้เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือของมอเตอร์
ขั้นตอนสำคัญต่อไปคือการควบคุมเครื่องไร้แปรงถ่านเหล่านี้ ทฤษฎีสองปฏิกิริยา (หรือทฤษฎี dq) ได้รับการแนะนำโดย Andre Blondel ในฝรั่งเศสก่อนปี 1900 มันถูกรวมเข้ากับเวกเตอร์อวกาศที่ซับซ้อนซึ่งทำให้สามารถจำลองเครื่องจักรได้อย่างแม่นยำในสภาวะชั่วคราวและคงที่ ในครั้งแรกปริมาณทางไฟฟ้าและทางกลอาจสัมพันธ์กัน
มอเตอร์เหนี่ยวนำไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงมากนักจนกระทั่งปี 1960 ชาวเยอรมัน 2 คน - Blaschke และ Hasse ได้สร้างนวัตกรรมสำคัญบางอย่างซึ่งนำไปสู่การควบคุมเวกเตอร์ที่มีชื่อเสียงของมอเตอร์เหนี่ยวนำในปัจจุบัน การควบคุมเวกเตอร์เกี่ยวข้องกับรูปแบบชั่วคราวของมอเตอร์เหนี่ยวนำมากกว่าสภาวะคงที่ นอกจากการควบคุมอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าต่อความถี่แล้วยังควบคุมเฟสด้วย สิ่งนี้ช่วยให้สามารถใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำในการควบคุมความเร็วและการใช้งานเซอร์โวที่มีพลวัตสูง
อัลกอริธึมไร้เซ็นเซอร์เป็นก้าวสำคัญขั้นต่อไปในการควบคุมมอเตอร์เหล่านี้ การควบคุมเวกเตอร์ (หรือการควบคุมเชิงสนาม) จำเป็นต้องทราบตำแหน่งโรเตอร์ ก่อนหน้านี้มีการใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งราคาแพง ความสามารถในการประมาณตำแหน่งโรเตอร์ตามรุ่นของมอเตอร์ทำให้มอเตอร์ทำงานได้โดยไม่มีเซ็นเซอร์ใด ๆ
มีการเปลี่ยนแปลงน้อยมากตั้งแต่นั้นมา การออกแบบมอเตอร์และการควบคุมไม่มากก็น้อยยังคงเหมือนเดิม

มอเตอร์ได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ศตวรรษที่แล้ว และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ช่วยให้สามารถใช้งานได้หลากหลาย ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ใช้ในโลกนี้ถูกใช้โดยมอเตอร์!

มอเตอร์ประเภทต่างๆ

มอเตอร์สามารถจำแนกได้หลายวิธี เราจะมาดูการแบ่งประเภทบางส่วน

นี่คือการจำแนกประเภททั่วไปที่สุด มีความสับสนมากมายเกี่ยวกับมอเตอร์ AC และ DC และเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องสร้างความแตกต่างระหว่างกัน ขอให้เรายึดติดอยู่กับการประชุมต่อไปนี้: มอเตอร์ที่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ AC 'ที่ขั้วของ' เรียกว่ามอเตอร์ AC และที่สามารถทำงานบน DC อุปทาน 'ที่ขั้วของ' เรียกว่า DC มอเตอร์ 'ที่ขั้วของมัน' มีความสำคัญเนื่องจากไม่ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดใดในการทำงานของมอเตอร์ ตัวอย่างเช่น: มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านไม่สามารถทำงานโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟ DC และต้องใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์

มอเตอร์สามารถจำแนกตามแหล่งจ่ายไฟและขึ้นอยู่กับการเปลี่ยน - แปรงหรือไร้แปรงดังที่แสดงด้านล่าง

แม้ว่าฉันจะไม่ได้ลงลึกในการออกแบบมอเตอร์ของมอเตอร์ใด ๆ ข้างต้น - มีสองหัวข้อสำคัญที่ฉันต้องการจัดการ - ความสามารถและการโต้ตอบของโรเตอร์ฟลักซ์กับสเตเตอร์ฟลักซ์

ความสามารถ

ลักษณะของพารามิเตอร์เครื่องจักรเช่นการผลิตแรงบิดและการเหนี่ยวนำได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างแม่เหล็กของเครื่อง (ในเครื่องแม่เหล็กถาวร) และพื้นฐานที่สุดของด้านนั้นคือความสามารถ ความสามารถคือการวัดการเปลี่ยนแปลงในความไม่เต็มใจกับตำแหน่งโรเตอร์ ตราบใดที่ความไม่เต็มใจนี้คงที่กับทุกตำแหน่งของโรเตอร์เครื่องจะถูกเรียกว่า non-salient หากความไม่เต็มใจเปลี่ยนไปตามตำแหน่งโรเตอร์เครื่องจะเรียกว่าเด่น

เหตุใดความเก่งจึงสำคัญที่ต้องเข้าใจ? เนื่องจากมอเตอร์ที่มีความสำคัญสามารถมีสองวิธีในการสร้างแรงบิด เราสามารถใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงแบบไม่เต็มใจในมอเตอร์เพื่อสร้างแรงบิดแบบไม่เต็มใจร่วมกับแรงบิดแม่เหล็ก (ผลิตโดยแม่เหล็ก) ดังแสดงในรูปด้านล่างเราสามารถบรรลุสูงแรงบิดระดับปัจจุบันเดียวกันด้วยนอกเหนือจากการฝืนใจแรงบิดกรณีนี้จะใช้กับมอเตอร์ IPM (Interior Permanent Magnet) (มีมอเตอร์ที่ทำงานบนเอฟเฟกต์แบบไม่เต็มใจ แต่เราจะไม่พูดถึงมันที่นี่) หัวข้อถัดไปจะช่วยให้คุณเข้าใจการเชื่อมโยงของฟลักซ์และความสามารถได้ดีขึ้นมาก

(หมายเหตุ: Angle Advance ในรูปด้านล่างหมายถึงความแตกต่างของเฟสระหว่างกระแสสเตเตอร์และฟลักซ์ช่องว่างอากาศ)

ปฏิสัมพันธ์ของฟลักซ์ระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์

ฟลักซ์ในมอเตอร์เคลื่อนที่จากโรเตอร์ข้ามช่องว่างอากาศไปยังสเตเตอร์และกลับมาอีกครั้งผ่านช่องว่างอากาศกลับไปที่โรเตอร์เพื่อให้ลูปฟิลด์สมบูรณ์ ในเส้นทางนั้นฟลักซ์จะเห็นการไม่เต็มใจที่แตกต่างกัน (ความต้านทานแม่เหล็ก) การเคลือบผิว (เหล็ก) มีความไม่เต็มใจต่ำมากเนื่องจากมีμ _rสูง(ความสามารถในการซึมผ่านของเหล็กอยู่ในช่วงหลายพัน) ในขณะที่ช่องว่างของอากาศมีความไม่เต็มใจสูงมาก (μ _rมีค่าประมาณเท่ากับ 1)

MMF (แรงแม่เหล็ก) ที่พัฒนาบนเหล็กนั้นน้อยกว่ามากเนื่องจากมีการฝืนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับช่องว่างของอากาศ (อะนาล็อกกับวงจรไฟฟ้าจะเป็น: แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (แม่เหล็ก) ขับเคลื่อนกระแส (ฟลักซ์) ผ่านตัวต้านทาน (การลดช่องว่างของอากาศ) ตัวนำ (เหล็ก) ที่เชื่อมต่อกับตัวต้านทานมีความต้านทานต่ำมากและเราสามารถเพิกเฉยต่อแรงดันไฟฟ้าตกได้ (MMF drop) ข้าม) ดังนั้นโครงสร้างของเหล็กสเตเตอร์และโรเตอร์จึงมีอิทธิพลเล็กน้อยและ MMF ทั้งหมดได้รับการพัฒนาขึ้นโดยไม่เต็มใจของช่องว่างอากาศที่มีประสิทธิภาพ (วัสดุที่ไม่ใช่เหล็กใด ๆ ในเส้นทางของฟลักซ์จะถือว่ามีความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์เท่ากับช่องว่างของอากาศ). ความยาวของช่องว่างอากาศมีค่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์และสามารถสันนิษฐานได้อย่างปลอดภัยว่าฟลักซ์จากโรเตอร์ตั้งฉากกับสเตเตอร์มีเอฟเฟกต์ขอบและความไม่เป็นเชิงเส้นอื่น ๆ เนื่องจากช่องและฟัน แต่โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้จะถูกละเลยในการสร้างแบบจำลองเครื่อง (คุณไม่สามารถเพิกเฉยได้เมื่อออกแบบเครื่อง) แต่ฟลักซ์ในช่องว่างอากาศไม่ได้ถูกกำหนดโดยฟลักซ์ของโรเตอร์เท่านั้น (แม่เหล็กในกรณีของเครื่องแม่เหล็กถาวร) กระแสไฟฟ้าในขดลวดสเตเตอร์ยังก่อให้เกิดฟลักซ์ มันเป็นปฏิสัมพันธ์ของ 2 ฟลักซ์นี้ที่จะกำหนดแรงบิดที่กระทำต่อมอเตอร์ และคำที่อธิบายมันเรียกว่าการเชื่อมโยงฟลักซ์ช่องว่างอากาศที่มีประสิทธิภาพ แนวคิดนี้ไม่ได้อยู่ที่คณิตศาสตร์และได้มาซึ่งสมการ แต่จะนำคะแนนสองจุดออกไป:แต่ฟลักซ์ในช่องว่างอากาศไม่ได้ถูกกำหนดโดยฟลักซ์ของโรเตอร์เท่านั้น (แม่เหล็กในกรณีของเครื่องแม่เหล็กถาวร) กระแสไฟฟ้าในขดลวดสเตเตอร์ยังก่อให้เกิดฟลักซ์ มันเป็นปฏิสัมพันธ์ของ 2 ฟลักซ์นี้ที่จะกำหนดแรงบิดที่กระทำต่อมอเตอร์ และคำที่อธิบายมันเรียกว่าการเชื่อมโยงฟลักซ์ช่องว่างอากาศที่มีประสิทธิภาพ แนวคิดนี้ไม่ได้อยู่ที่คณิตศาสตร์และได้มาซึ่งสมการ แต่จะนำคะแนนสองจุดออกไป:แต่ฟลักซ์ในช่องว่างอากาศไม่ได้ถูกกำหนดโดยฟลักซ์ของโรเตอร์เท่านั้น (แม่เหล็กในกรณีของเครื่องแม่เหล็กถาวร) กระแสไฟฟ้าในขดลวดสเตเตอร์ยังก่อให้เกิดฟลักซ์ มันเป็นปฏิสัมพันธ์ของ 2 ฟลักซ์นี้ที่จะกำหนดแรงบิดที่กระทำต่อมอเตอร์ และคำที่อธิบายมันเรียกว่าการเชื่อมโยงฟลักซ์ช่องว่างอากาศที่มีประสิทธิภาพ แนวคิดนี้ไม่ได้อยู่ที่คณิตศาสตร์และได้มาซึ่งสมการ แต่จะนำคะแนนสองจุดออกไป:

เราเกี่ยวข้องกับฟลักซ์ในช่องว่างอากาศเท่านั้นเนื่องจาก MMF ทั้งหมดได้รับการพัฒนาขึ้น
การเชื่อมโยงฟลักซ์ที่มีประสิทธิภาพในช่องว่างอากาศเกิดจากทั้งกระแสสเตเตอร์และฟลักซ์ของโรเตอร์ (แม่เหล็ก) และปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันทำให้เกิดแรงบิด

รูปด้านบนแสดงโรเตอร์และสเตเตอร์ของมอเตอร์ประเภทต่างๆ มันน่าสนใจที่จะค้นหาว่าข้อใดมีความสำคัญและข้อใดไม่ใช่?

หมายเหตุ: ในมอเตอร์แต่ละตัวจะมีการทำเครื่องหมายสองแกน - D และ Q (แกน Q คือแกนแม่เหล็กและแกน D ตั้งฉากกับไฟฟ้า) เราจะกลับไปที่แกน D และ Q ในบทความในอนาคต ไม่ใช่เรื่องสำคัญสำหรับคำถามข้างต้น

ตอบ:

A, B, C - ไม่ใช่จุดเด่น, D, E, F, G, H - เด่น (แม่เหล็กมีผลต่อการฝืนในตำแหน่งโรเตอร์ที่แตกต่างกันดูรูปด้านล่างใน J, K- ทั้งโรเตอร์และสเตเตอร์ไม่เด่น.

เราจะจบบทความนี้ ณ จุดนี้ สามารถพูดคุยเกี่ยวกับคณิตศาสตร์และการสร้างแบบจำลองเครื่องจักรได้มากขึ้น แต่มันจะซับซ้อนเกินไปที่นี่ เราได้กล่าวถึงหัวข้อส่วนใหญ่ที่จำเป็นในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการควบคุมมอเตอร์ บทความชุดต่อไปจะย้ายไปที่ Field Oriented Control (FOC), Space Vector Modulation (SVM), Flux Weakening และฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้งานได้จริงซึ่งคุณอาจติดขัดเมื่อคุณเริ่มออกแบบคอนโทรลเลอร์