ساختمان روتور

[Jack Daniel'ѕ]

قطب‌های مغناطیسی روتور می‌توانند ساختمان برجسته یا صاف داشته باشند. قطب برجسته، نوعی قطب مغناطیسی‌است که نسبت به سطح روتور پیش‌آمدگی داشته باشد و قطب صاف قطب مغناطیسی‌ای‌است که با سطح روتور هم‌سطح باشد. روتورهای قطب صاف معمولاًً برای ماشین‌های دو یا چهار قطبی و روتورهای قطب برجسته برای ماشین‌های چهارقطبی یا بیشتر به کار می‌روند.
چون روتور در معرض میدان‌های مغناطیسی متغیر قرار دارد، آن را از لایه‌های نازک می‌سازند تا تلفات جریان گردابی کاهش یابد.
انتقال توان روتور

برای فراهم کردن توان DC برای انتقال به سیم‌پیچی‌های روتور که در حال دوران است چندین روش وجود دارد که برای مثال در زیر به دو روش آن اشاره می‌گردد:

با استفاده از حلقه‌های لغزان و جاروبک‌ها
با استفاده از یک منبع DC خاص که مستقیماًً برروی محور مولد نصب شده‌اند.

مولدهای هم‌زمان طبق تعریف سنکرون یا هم‌زمانند، به این معنی که فرکانس الکتریکی تولید شده با سرعت چرخش ژنراتور هم‌زمان است. میدان مغناطیس چرخانه همراه با چرخش چرخانه می‌چرخد پس بین سرعت چرخش میدان مغناطیس ماشین (n_m) و فرکانس الکتریکی ایستانه (استاتور) (f_e) رابطه‌ای وجود به صورت معادلهٔ زیر وجود دارد (P نشان‌دهندهٔ تعداد قطب‌های موجود است .):

f_e = \frac{{n_m}\,{p}}{120}

اندازهٔ ولتاژ القا شدهٔ در یک فاز معین استاتور نیز از رابطهٔ زیر به دست می‌آید :

E_A = \sqrt{{2}}\, {\pi}\, {N_e}\, {\phi}\, {f}

این ولتاژ به شار ماشین (\phi)، فرکانس یاسرعت چرخش (f) و ساختمان ماشین بستگی دارد. ولتاژ (E_A)، ولتاژ داخلی تولید شده در یک فاز مولد هم‌زمان است اما این ولتاژی نیست که معمولاًً در پایانه‌های مولد ظاهر می‌شود. در حقیقت تنها زمانی ولتاژ داخلی (E_A)، برابر با ولتاژ خروجی یک فاز (V_\varphi) است که جریانی از آرمیچر ماشین نگذرد. تفاوت بین (E_A) و (V_\varphi) در اثر چند عامل است:

اعوجاج شاری که به علت جریان استاتور در میدان مغناطیسی فاصلهٔ هوایی ایجاد شده و عکس العمل آرمیچر نامیده می‌شود.
خودالقاکنایی پیچک‌های آرمیچر
مقاومت پیچک‌های آرمیچر
اثر شکل قطب برجستهٔ چرخانه (این مورد مربوط به چرخانه قطب برجسته می‌شود.)

عکس العمل آرمیچر موجب تغییر شار در مدار مغناطیسی مولد می‌شود در نتیجه می‌توان برای آن ولتاژی در نظر گرفت (ولتاژ عکس العمل آرمیچر) و برای مدل کردن آن از یک القاگر سری با ولتاژ داخلی استفاده کرد: (X_ar)

پیچک‌های ایستانه نیز یک خودالقایی و یک مقاومت دارند: (X_A) , (R_A)

معمولاًً راکتانس‌های ناشی از عکس العمل آرمیچر و خودالقایی ماشین را با هم ترکیب می‌کنند و به صورت راکتانس هم‌زمان (X_s) نمایش می‌دهند که در این صورت ولتاژ پایانه را می‌توان به صورت زیر بیان کرد (در ماشین‌های هم‌زمان واقعی راکتانس هم‌زمان معمولاًً بسیار بزرگ‌تر از مقاومت سیم‌پیچی‌است .):

{V_\varphi} = {E_A} - {j\, X_S\,I_A} - {R_A\, I_A}