מדוע זרם גל מתרחש בקו-מנועים המופעלים בתדר

שני התנאים המוקדמים ליצירת זרם הם מתח ומעגל סגור. זרם פיר יכול להיווצר רק כאשר מתח פיר קיים לצד נתיב מוליך סגור. אז למה מתח גל מופיע במנועים הפועלים בתדר כוח תעשייתי? שני מנגנוני שורש יוצרים מתח גל במכונות מסתובבות: שטף מגנטי לסירוגין והצטברות מטען סטטי.

מתח הציר המושרה על ידי שטף מגנטי לסירוגין הוא רציף ומחזורי. בתנאי הפעלה רגילים, רוטור המנוע מסתובב בתוך שדה מגנטי לסירוגין סימטרי סימטרי. הכוח האלקטרו-מוטיבי לסירוגין (EMF) המושרה כאשר הרוטור חותך את השטף המגנטי יוצר זרמי חילופין מאוזנים, כך שלא קיים מתח א-סימטרי בין שני הקצוות של ציר הרוטור בתרחישים אידיאליים. עם זאת, רתיעה מגנטית לא אחידה המופצת בהיקפית לאורך ליבת הסטטור יוצרת EMF מתחלף לא מאוזן, אשר בתורו מייצר מתח פיר מכוון צירית. לעומת זאת, מתח הציר הנובע ממטען סטטי הוא לסירוגין ולא- תקופתי. במהלך פעולת המנוע, החיכוך בין עומסי נוזלי תהליך ורכיבים מסתובבים בונה מטען סטטי על מכלול הרוטור; הצטברות מטען מתמשכת מפתחת לאחר מכן מתח פיר.

עבור מנועי AC בינוניים וגדולים, ברגע שנוצרת לולאה סגורה מוליכה על פני מתח ציר הרוטור,זרם פיריתעורר, הכולל את המאפיין האופייני של מתח נמוך עם זרם גבוה. הציר והמסבים מופרדים על ידי שמן סיכה, עם מיסבי מנוע נתמכים על סרט שמן. בהתחשב בעוצמה הנמוכה יחסית של מתח הציר, סרט השמן המבודד נשאר שלם ללא התמוטטות.

במהלך סיבוב הרוטור-במהירות גבוהה, איכות חומר סיכה לא תקינה או אספקת שמן לא מספקת נקרעת ומפרקת את סרט השמן, ומביאה את הציר והמסב למגע מתכתי ישיר. מעגל סגור נוצר באופן מיידי על פני מתח הציר, וגורם להתמוטטות- במתח נמוך. זרם הציר המתקבל מגיע לכמה מאות או אפילו אלפי אמפר באופן מיידי, מספיק כדי לשרוף את ציר הציר ושיחי המיסבים.

מטען סטטי שנוצר על ידי חיכוך תפעולי מצטבר בהדרגה על הפיר, ומעלה את פוטנציאל הפיר ללא הרף בזמן שהוא נטען. פריקה מתבצעת מיד אם הציר המסתובב יוצר מגע עם רכיב חיצוני נייח כלשהו. אם הפיר נשאר מבודד מחלקים שאינם- מסתובבים, מטען סטטי ממשיך להצטבר עד שמתפתח מתח גבוה מדי. ברגע שמתח זה עולה על החוזק הדיאלקטרי של סרט השמן הנושא, מתרחשת פריקה מהירה ומייצרתזרם פיר.

זרם זה מסתובב דרך לולאה סגורה המורכבת מהציר המסתובב, הטבעת הפנימית של המיסב, הטבעת החיצונית של המיסב ומארס המיסבים. סימן הכשל הבולט ביותר הוא קורוזיה זעירה ועמוקת של שקעים עגולים על פני השטח וגזע המיסב הפנימי שנגרם על ידי פריקת קשת חשמלית. בור כזה מערער את היווצרות סרט השמן ואת שלמותו, והורס את ההתאמה המדויקת בין הציר למיסב, מה שהופך את המיסב לבלתי פעיל. במקרים חמורים נוצרות קשתות חשמליות אינטנסיביות במשטחי המגע של יומן הפיר ושיחי המיסבים עקב כבדזרם פיר, פגיעה חמורה ברכיבים אלה. זה מוביל לרטט מוגזם ולרעש חריג, שבסופו של דבר גורם למנוע לפעול כרגיל.