Как работает асинхронный двигатель?

Автор: elremont от 28-11-2014

 

Асинхронные двигатели это наиболее часто используемые электрические машины. По сравнению с другими двигателями они дешевы, прочны и просты в обслуживании. В этом видео мы узнаем о работе трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Он имеет две основные части статор и ротор. Статор это неподвижная часть, ротор это вращающаяся часть. Статор изготовлен путем укладки тонких оксидированных стальных пластин с высокой магнитной проницаемостью. Обмотки проходят через прорези статора. Когда трехфазный переменный ток проходит через обмотки, то возникает вращающееся магнитное поле. Чтобы лучше понять это явление, рассмотрим упрощенную трехфазную обмотку с всего тремя катушками. Проводники с током создают круговое магнитное поле, для этого используются магнитные поля  в специальной последовательности, создаваемой трехфазным переменным током. В определенный момент ток будет таким как показано. С изменением переменного тока магнитное поле принимает различную ориентацию. Этих три катушки создают вращающееся магнитное поле. Скорость вращения магнитного поля называют синхронной скоростью. Предположим, у вас есть замкнутый проводник. Внутри него колеблется магнитное поле, в соответствии с законом Фарадея в кольце будет наводиться электромагнитная индукция.Индукция создаст ток через кольцо. Таким образом, ситуация стала такая: кольцо с током находится в магнитном поле, это создает в кольце магнитную силу в соответствии с законом Лоуренса, поэтому  кольцо начинает вращение.
Аналогичное явление происходит и внутри асинхронного двигателя и здесь вместо простого кольца короткозамкнутый ротор. Для двигателя используется трехфазный переменный ток, проходящий через обмотки статора, который создает вращающееся магнитное поле. Как и в предыдущем случае, ток будет наводиться в беличьей клетке с короткозамкнутым ротором с короткозамкнутыми кольцами. И двигатель начинает вращаться.
Вот почему двигатель называется асинхронным. Электрический ток в роторе создается за счет магнитной индукции, а не прямого электрического соединения. Чтобы помочь такой электромагнитной индукции пакет изолированных железных пластин упакован внутри ротора. Такие тонкие железные пластины делают минимальными потери на вихревые токи. Это еще одно большое преимущество трехфазного асинхронного двигателя, он по своей сути само запускающийся. Вы можете здесь видеть, что и магнитное поле и ротор вращается, но с какой скоростью вращается ротор?
Чтобы получить на это ответ, давайте рассмотрим разные случаи. Рассмотрим случай, когда частота вращения ротора такая же, как и магнитного поля. Магнитное поле вращается с той же скоростью вращения, что и кольца, через них проходит постоянное магнитное поле. Поэтому не будет никакой наведенной ЭДС и тока, это означает отсутствие силы на стержнях ротора. Поэтому ротор постепенно замедляется, но при замедлении колец ротора появляется переменное магнитное поле, наведенный ток и сила будут снова расти, и ротор будет ускоряться. Короче говоря, ротор никогда не догонит  скорость магнитного поля, он вращается с определенной скоростью, которая немного меньше, чем синхронная скорость. Разница между синхронной скоростью и скоростью ротора называется скольжением. Электрическая энергия статора превращается в  механическую и передается через вал асинхронного двигателя на внешний механизм. И, выходя из двигателя, механическая энергия вращения ротора во время работы двигателя образуется вместе с энергией потерь ротора, которые рассеиваются в виде тепла вентилятором на другом конце, вентилятор помогает в охлаждении двигателя. Надеюсь, что вы получили хорошее представление о применении асинхронных двигателей.
_