Принцип роботи асинхронного електродвигуна

Простим за власним пристрою і найпоширенішим є асинхронний двигун придуманий М. О. Доліво-Добровольським. Механізм роботи якого заснований на сприяння крутного магнітного поля на пристосовану для обертання короткозамкненим обмотку.
Для посилення магнітного поля і надання йому належної конфігурації, обмотки асинхронного двигуна розміщені на 2-ух сердечниках, які збираються з листів електротехнічної сталі шириною 0.5 мм. Листи один від одного ізольовані шаром лаку, для зменшення втрат на вихрові струми.

У нерухомій частині машини - статора, сердечник має форму повного циліндра. У пазах з внутрішньої сторони цього сердечника покладена трифазна обмотка. Ця обмотка включається під напругу трифазної мережі і виникають в ній струми збуджують крутиться магнітне поле машини.

Механізм роботи асинхронного електродвигуна заснований на взаємодії магнітного поля

У рухомої частини - ротора сердечник має форму циліндра. Він укріплений на валу машини. У пазах на поверхні сердечника розташовується обмотка ротора. У більшості випадків короткозамкнутая. Якщо її подумки зняти з сердечника, то вона буде мати вигляд циліндричної клітки з мідних або алюмінієвих стрижнів, замкнутих на торцях, 2-мя кільцями з такого ж матеріалу. Таку обмотку називають «болючих колесом». Стрижні обмотки вставляються в пази ротора без ізоляції. Нерідко короткозамкнутая обмотка ротора виготовляється методом заливки розплавленим алюмінієм пазів сердечника. При цьому відливаються і замикають кільця.

Обмотка статора електродвигуна виробляється ізольованим проводом і укладається в пази статора. Будь-яка з котушок розподіляється по декількох пазів. Якщо обмотка складається з 3-х котушок, то трифазна система струмів, її обтекающих, збуджує вищеперелічене двухполюсное обертання. За один період змінного струму таке поле робить один оборот. Як випливає при стандартній промисловій частоті 50 гц т. Е. 50 періодів за секунду. Двухполюсное поле робить 50 х 60 = 3000 об / хв. Швидкість обертання ротора зазвичай лише на кілька відсотків менше швидкості обертання поля.

Ротор асинхронного мотора біляча клітинка (колесо)

Щоб отримати движок з найменшою швидкістю поля, необхідно засобом багатополюсною обмотки збільшити число полюсів крутного магнітного поля. Кожним трьом котушок обмотки статора, відповідає одна пара полюсів крутного поля. Отже, якщо трифазна обмотка статора складається з До котушок. то число пар полюсів обертового поля, що збуджується цієї обмоткою буде: Р = К: З Напрямок обертання ротора асинхронного мотора визначається напрямом обертання його магнітного поля. А напрямок обертання поля обумовлюється послідовністю фаз А В С трифазної мережі. Для зміни напрямку обертання мотора досить поміняти з`єднання обмотки статора з мережею, щоб зажим статора, з`єднаний спочатку з фазою А мережі, був би приєднаний до фази В мережі: відповідно затиск статора, з`єднаний з фазою В мережі, повинен бути з`єднаний з фазою А мережі. З`єднання третього затиску статора з мережею залишається без змін.

Поки ротор нерухомий. Умови в асинхронному двигуні подібні до умов в трансформаторі: первинної обмотці трансформатора відповідає обмотка статора. А вторинної обмотка ротора. Напруга на затискачах кожної фазної обмотки статора врівноважується чином е. д. з. индуктируемой в цій обмотці обертовим магнітним полем. Струм в обмотці ротора індукує обертовим магнітним полем. Відповідно до принципу Ленца цей индуктироваться ток, прагне послабити магнітне поле, його індукує. Але ослаблення магнітного поля зменшує е. д. з. індуковану цим полем в обмотці статора: як слід, порушується електронне рівновагу на затискачах статора. Так з`являється нестійкий надлишок напруги. Це викликає підвищення сили струму в обмотці статора. Струм статора збільшує магнітне поле приблизно до його колишньої величини і електронне рівновагу на затискачах статора відновлюється.

Асинхронний двигун в розібраному вигляді

Співвідношення струмів статора і ротора в асинхронному двигуні подібні співвідношенням первинного і вторинного струмів в трансформаторі. Струм статора є не що намагнічує. А струм ротора - розмагнічувати. Будь-яке зміна струму ротора викликає пропорційне зміна струму статора.

При пуску двигуна в хід, крутиться магнітне поле перетинає обмотку ротора з великою швидкістю (кутовий швидкістю W: P) і індукує в ній значну е. д. з. Ця е. д. з. робить в короткозамкненим роторі великий пусковий струм. Відповідно і в обмотці статора з`являється теж значимий пусковий струм. Він більше робочого струму мотора приблизно раз в сім. Пусковий поштовх струму характерний для асинхронного мотора з короткозамкненим ротором.

У міру того як швидкість ротора зростає. зменшується індукована в ньому е. д. з. а разом з нею зменшуються струми ротора і статора. В кінці запуску ненагруженного мотора, сила струму ротора повинна бути такою, щоб крутний момент, що розвивається двигуном, покривав все його механічні втрати - від тертя в підшипниках, про повітря і т. Д.

Якщо навантажити вже крутиться асинхронний двигун, то механічний гальмуючий момент на валу двигуна спочатку виявиться довше крутного моменту і ротор зменшить швидкість n2 / Відповідно зросте різниця швидкостей n1 - n2 поля і ротора, т. Е. Зросте ковзання.

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором

Крутиться поле перетинатиме ротор з відносно великою швидкістю і індукувати в роторі величезну е. д. з. Зростання е. д. з. Викличе підвищення сили струму в роторі. Пропорційно силі струму виросте крутний момент і врівноважить гальмуючий момент навантаження на валу двигуна.

Відразу, підвищення сили струму ротора викличе відповідне збільшення сили струму статора, в результаті чого зросте і споживання потужності двигуном з мережі, Таким чином, з підвищенням навантаження на валу двигуна зростає ковзання, сили струму статора і споживання потужності двигуном з мережі.