Zasada pracy Silnik maszyny spinowej opiera się na interakcji elektromagnetyzmu i mechaniki. Jego rdzeniem jest indukowanie momentu obrotowego w polu magnetycznym poprzez wzbudzenie prądu, osiągając w ten sposób obrót.
Zasady elektromagnetyzmu:
Polecenie pola elektromagnetycznego: pole elektromagnetyczne w silniku maszyny spinowej jest generowane przez przepływ prądu elektrycznego w cewce. Prąd w cewce wytwarza pole magnetyczne, które jest opisane przez prawo Ampere'a, to znaczy, gdy prąd przechodzi przez przewodnik, wytwarza pole magnetyczne, którego kierunek można określić na podstawie zasady prawej ręki.
Interakcja pola magnetycznego z wirnikiem: pole elektromagnetyczne oddziałuje z przewodzącymi częściami wirnika, powodując, że wirnik doświadczył momentu obrotowego. Opiera się to na zasadzie siły Lorentza, która stwierdza, że prąd w przewodzie poruszającym się w polu magnetycznym doświadcza siły prostopadłej do pola magnetycznego.
Zasady mechaniczne:
Obrót wirnika: Pod wpływem pola elektromagnetycznego wirnik zaczyna się obracać. Kierunek i prędkość obrotu wirnika wpływa kierunek i wielkość prądu, a także polaryzację pola magnetycznego.
Względny ruch między wirnikiem a stojanem: Z powodu obrotu wirnika występuje względny ruch między wirnikiem a stojanem. Ten względny ruch powoduje mechaniczne wyjście, ponieważ obrót wirnika może być używany do napędzania urządzeń mechanicznych, które wykonują różne zadania, takie jak wentylatory jazdy, pompy lub inne obracające się urządzenia.
Regulacja i kontrola prędkości:
Regulacja prądu: regulując prąd wejściowy, intensywność pola elektromagnetycznego można regulować, wpływając w ten sposób na moment obrotowy i prędkość obrotu wirnika. Ten mechanizm regulacji prędkości jest szczególnie powszechny w silnikach DC.
Kontrola faz: W silnikach prądu przemiennego regulacja prędkości i kontrola silnika można osiągnąć, dostosowując różnicę fazową prądu. Osiąga się to poprzez zmianę kierunku i wielkości pola elektromagnetycznego.
Konwersja energii:
Energia elektryczna wprowadza się do silnika przez prąd elektryczny, a następnie jest przekształcana w energię mechaniczną. Ta konwersja energii odbywa się poprzez moment obrotowy spowodowany prądem w polu elektromagnetycznym, które napędza wirnik do obracania się i ostatecznie przenoszony do obciążenia mechanicznego.
Wydajność i optymalizacja:
W celu poprawy wydajności silnika maszynowego, należy wziąć pod uwagę wiele czynników, w tym projekt cewki elektromagnetycznej, kontrolę pola magnetycznego, tarcie systemu łożyska itp.
