Трифазний асинхронний двигун: принцип роботи

Асинхронні двигуни знайшли велике застосування в господарстві. В них перетвориться до сімдесяти відсотків електроенергії в механічну. Серед всіх електричних двигунів цей вид є найбільш простим, надійним і дешевим у виробництві. Найбільше поширення має трифазний асинхронний двигун, принцип роботи якого коротко розглянуто в цій статті.

Загальне про асинхронних двигунах

Двигуни не мають щітково-колекторного або ковзного токос'емноє вузлів, завдяки чому досягаються мінімальні витрати при їх експлуатації. Дешевизна і висока ступінь надійності зробили ці двигуни широко поширеними в різних сферах. Мотори бувають:

однофазними;

трифазними.

Однофазні механізми працюють в вентиляторах, верстатах, пральних машинах, електричних інструментах і водоподаючого насосах. Трифазні види знайшли своє застосування в різних механізмах, що функціонують у промислових, сільськогосподарських, будівельних секторах. Також їх широко використовують і для побутових потреб.

Пристрій

Трифазний асинхронний двигун, принцип роботи якого виконується стандартним чином, є електроагрегатом, що складається з:

нерухомого статора;

ротора.

Статор включає в себе станину, куди впрессовивается електромагнітне ядро, що складається з магнітного дроти і трифазної розподільної обмотки. Ядро служить для намагнічування агрегату або появи обертового магнітного поля. Магнітопровід складається з тонких, штампованих, відокремлених один від одного аркушів, при скріпленні яких утворюються зубці і пази. Він є малим магнітним опором для потоку, який утворює обмотка статора. У результаті відбувається намагнічування, яке і підсилює потік.




У пази укладається трифазна обмотка статора, яка в найпростішому своєму варіанті складається з трьох котушок з осями, зсунутими один до одного на 120 градусів. Фазні котушки з'єднуються у формі зірки чи трикутника. Більш детально принцип роботи асинхронного електродвигуна в частині сполук наочно розкривається нижче через проведення простого досвіду. Ротор складається з магнітопровода, який теж має штамповані сталеві листи з пазами, де розташовується обмотка. Остання буває:

фазній, подібної до тієї, що в статорі, яка з'єднана в зірку;

короткозамкненої, найбільш вживаною, яка являє собою форму «білячої клітки».

Принцип дії асинхронного двигуна

Вже говорилося, що трифазна обмотка статора необхідна для намагнічування або утворення обертового магнітного поля. Неважко здогадатися, що законом електромагнітної індукції управляється асинхронний двигун. Принцип його роботи полягає в наступному: обертове статорних магнітне поле перетинає роторну короткозамкнену обмотку, що викликає електрорушійну силу і протікання змінного струму. Цей струм утворює своє магнітне поле, взаємодіючи з статорних обертовим полем, починає роторне обертання. Ще у вісімнадцятому столітті був продемонстрований цей принцип допомогою проведення простого досвіду: підковоподібний магніт обертали з постійною швидкістю поруч з металевим диском, який вільно був закріплений на осі. Диск починав обертатися за магнітом, але з меншою швидкістю.




Якщо знати закон елетромагнитной індукції, то явище стає зрозумілим. Коли магнітні полюси рухаються, то поруч з поверхнею диска під ними наводиться електродвижущаяся сила. З-за неї створюються струми, які утворюють магнітне дисковий полі.

Наочне уявлення

Це ж явище для простоти можна уявити собі як колесо (замість диска), в якому знаходиться велика кількість спиць, сполучених втулкою і ободом. Вони проводять струм. Елементарним контуром є дві спиці, які їх з'єднують, обід і втулки. Дисковий поле зчіплюється з полюсним полем, і диск захоплюється ним. Зрозуміло, що найбільша електродвижущаяся сила буде діяти в нерухомому стані, а сама менша, навпаки, коли вона наближається до швидкості обертання дискового. Якщо взяти асинхронний двигун, принцип роботи короткозамкненої роторної обмотки подібний диску, а статорної — обертового магніту. Однак у нерухомому статорі обертання магнітного поля реалізується через трифазну струмовий систему, що проходить у обмотці зі зсувом фаз.