Асинхронний двигун - це простий і надійний пристрій, здатний перетворити електричну енергію на механічну. Його винайшов інженер Доліво-Добровольський наприкінці 19 століття. Інтерес розробників різного обладнання та апаратури до цього пристрою постійно зростає, тому в статті ми розглянемо не тільки що таке асинхронний двигун, але і як він працює, з чого складається і які переваги має.
Асинхронний двигун: конструкція
Конструкція пристрою досить проста. Основні частини асинхронного двигуна такі:
- Статор має форму циліндра. Він збирається із листів сталі. У його осерді є пази, зміщені один до одного на 120°. В них укладається обмотка.
- Ротор. Буває короткозамкненим або фазним. У першому випадку ротором служить осердя, в якому стрижні з алюмінію закорочені торцевими ущільнювачами. Фазний ротор складається із 3-ох фазної обмотки. Пристрій із фазним ротором завжди трифазний, а з короткозамкненим ротором виділяють 3 види асинхронних двигунів – одно-, дво- та трифазні.
- Конструктивні елементи. Це деталі, які у конструкції асинхронного двигуна відповідають за виконання обертальних, охолоджуючих та захисних функцій.
Схематичне зображення конструкції асинхронного двигуна можна знайти у мережі Інтернет.
Що означає асинхронний двигун та його принцип дії
Асинхронний - той, у якого в роботі відсутня синхронність, у якого при старті статична і рухлива частини при обертанні мають різну частоту магнітного потоку. Цей показник рухомого елемента менший, ніж нерухомого.
Розглянемо принцип роботи асинхронного двигуна на прикладі: достатньо взяти постійний магніт і почати обертати його навколо своєї осі на невеликій відстані від диска з міді. Незабаром диск починає обертання, слідуючи за магнітом. Така поведінка диска пояснюється тим, що через магніт, що обертається поблизу, в ньому з'являються струми Фуко, які рухаються по замкнутому контуру. Це струми короткого замикання, що нагрівають металеву конструкцію. У диску з'являється власний магнітний потік, який починає взаємодіяти з полем магніту.
В асинхронному електромоторі джерелом поля, що обертає, виступають обмотки статора. Під дією утвореного обмотками магнітного потоку в провідниках елемента, що обертається, формується електрорушійна сила. Коли магнітний потік статора починає взаємодіяти з індукованим струмом в обмотці частини, що обертається, з'являється електромагнітна сила. Вона починає обертати вал електродвигуна.
Щоб зрозуміти, як працює асинхронний двигун, представимо дії, що відбуваються в ньому, покроково:
- Двигун запускається, і магнітний потік нерухомої частини перетинає контур елемента, що обертається, формуючи електрорушійну силу.
- У короткозамкненому роторі утворюється змінний струм.
- Під дією магнітних потоків нерухомої і обертової частини утворюється момент, що крутить.
- Елемент, що обертається, прямує до поля нерухомої частини.
- У певний момент у нерухомої і обертової частини двигуна збігається частота обертання магнітного потоку, тоді момент, що крутить, дорівнює 0, що призводить до згасання електромагнітних проявів в обертовому елементі двигуна.
- Контур ротора починає відставати, магнітний потік статора починає збуджувати його.
Повільність ротора в порівнянні з магнітним полем статора і забезпечує несинхронну роботу електродвигуна.
Формування струму в роторі відбувається безконтактно, тому не потрібно встановлювати у пристрої ковзні контакти. Ця особливість електродвигуна робить його більш ефективним та надійним. Змінити напрямок обертання мотора можна, змінивши фази на клемах однієї з обмоток. Напрямок електромагнітної сили можна визначити за «правилом буравчика».
Переваги пристрою
Головними достоїнствами асинхронних двигунів є простота їх конструкції та легкість використання. Також пристрій характеризує:
- Надійність та довговічність. Через безконтактну взаємодію між основними деталями пристрою вони рідко ламаються і не зношуються;
- Доступна ціна. Проста конструкція та недорога сировина для виробництва електродвигунів забезпечує низьку вартість обладнання;
- Простий принцип використання. Для роботи з асинхронним двигуном не потрібно мати спеціальні навички.
- Універсальність. Електродвигун асинхронного типу встановлюється практично у будь-яке обладнання.
Ці переваги пояснюють широке застосування асинхронних двигунів у всіх галузях промисловості та сферах людського життя.