Асинхронні електродвигуни з фазним ротором

В даний час, на частку асинхронних двигунів припадає понад 80% всіх електродвигунів, що випускаються промисловістю. До них відносяться і трифазні асинхронні двигуни.

Трифазні асинхронні електродвигуни широко використовуються в пристроях автоматики і телемеханіки, побутових та мед пристроях, пристроях звукозапису і т.п.

Плюси асинхронних електродвигунів

Широке поширення трифазних асинхронних двигунів пояснюється простотою їх конструкції, надійністю в роботі, непоганими експлуатаційними якостями, низькою ціною і простотою в обслуговуванні.

Пристрій асинхронних електродвигунів з фазним ротором

Основними частинами будь-якого асинхронного мотора є нерухома частина - статор і крутить частина, іменована ротором.

Статор трифазного асинхронного мотора складається з шіхтованного муздрамтеатру, запресованого в литу станину. На внутрішній поверхні муздрамтеатру є пази для укладання провідників обмотки. Ці провідники є сторонами многовіткових м`яких котушок, що утворюють три фази обмотки статора. Геометричні осі котушок зміщені в просторі один відносно одного на 120 градусів.

Фази обмотки можна з`єднати за схемою »зірка» або «трикутник» залежно від напруги мережі. Наприклад, якщо в паспорті двигуна вказані напруги 220/380 В, то при напрузі мережі 380 В фази з`єднують «зіркою». Якщо ж напруга мережі 220 В, то обмотки з`єднують в «трикутник». В обох випадках фазна напруга мотора дорівнює 220 В.

Ротор трифазного асинхронного мотора є циліндр, набраний з штампованих листів електротехнічної сталі і насаджений на вал. Залежно від типу обмотки ротори трифазних асинхронних двигунів діляться на короткозамкнені і фазні.

В асинхронних електродвигунах більшої потужності і особливих машинах малої потужності для поліпшення пускових і регулювальних параметрів використовуються фазні ротори.
У цих випадках на роторі укладається трифазна обмотка з геометричними осями фазних котушок
(1), зсунутими в просторі один відносно одного на 120 градусів.

Фази обмотки з`єднуються зіркою і кінці їх приєднуються до трьох контактних кілець (3), насадженим на вал (2) і електрично ізольованим як від вала, так і один від одного.
За допомогою щіток (4), що знаходяться в ковзному контакті з кільцями (3), є можливість включати в ланцюзі фазних обмоток регулювальні реостати (5).

Асинхронний двигун з фазним ротором має найкращі пускові і регулювальні характеристики, але йому притаманні величезні маса, розміри і ціна, ніж асинхронного движку з короткозамкненим ротором.

Механізм роботи асинхронних електродвигунів

Механізм роботи асинхронної машини заснований на використанні обертового магнітного поля. При підключенні до мережі трифазного обмотки статора створюється обертове магнітне поле, кутова швидкість якого визначається частотою мережі f і числом пар полюсів обмотки p, т. Е. Ω1 = 2πf / p

Перетинаючи провідники обмотки статора і ротора, це поле індукує в обмотках ЕРС (відповідно до закону електричної індукції). При замкнутій обмотці ротора її ЕРС наводить в ланцюзі ротора струм. В результаті взаємодії струму з результуючим малнітним полем створюється електричний момент. Якщо цей момент перевершує момент опору на валу двигуна, вал починає крутитися і приводити в рух робочий механізм. Зазвичай кутова швидкість ротора ω2 не дорівнює кутової швидкості магнітного поля ω1, іменованої синхронної. Звідси і назва мотора асинхронний, т. Е. Несинхронний.

Робота асинхронної машини характеризується ковзанням s, яке представляє собою відносну різницю кутових швидкостей поля ω1 і ротора ω2:
s = (ω1-ω2) / ω1

Значення і символ ковзання, що залежать від кутової швидкості ротора щодо магнітного поля, визначають режим роботи асинхронної машини. Так, в режимі бездоганного холостого ходу ротор і магнітне поле крутяться з однаковою частотою в одному напрямку, ковзання s = 0, ротор нерухомий щодо обертового магнітного пол, ЕРС в його обмотці НЕ индуктируется, ток ротора і електричний момент машини дорівнюють нулю. При пуску ротор в 1-ий момент часу нерухомий: ω2 = 0, s = 1. У загальному випадку ковзання в руховому режимі змінюється від s = 1 при пуску до s = 0 в режимі бездоганного холостого ходу.

При обертанні ротора зі швидкістю ω2>ω1 в напрямку обертання магнітного поля ковзання стає негативним. Машина переходить у генераторний режим і розвиває гальмівний момент. При обертанні ротора в напрямку, протилежному напрямку обертання магнітного полі (s>1), асинхронна машина переходить в режим противовключения і також розвиває гальмівний момент. Таким чином, залежно від ковзання розрізняють руховий (s = 1 ÷ 0), генераторний (s = 0 ÷ -∞) режими та режим противовключення (s = 1 ÷ + ∞). Режими генераторний і противовключения вживають для гальмування асинхронних двигунів.