Що значить асинхронний двигун. асинхронні двигуни

1. Принцип дії асинхронного двигуна
2. Різні типи двигуна
3. Недоліки асинхронних двигунів
4. Однофазне підключення електродвигуна

Наша сеть партнеров Banwar

Асинхронними називаються двигуни, у яких частота обертання ротора відстає від частоти обертання магнітного поля статора при проходженні в його обмотках трифазного струму.

При проходженні в обмотках статора трифазної машини трифазного струму виникає обертове магнітне поле, під дією якого в роторі індукується електричний струм . В результаті взаємодії обертового магнітного поля статора з струмами, індукованих в провідниках ротора, виникає механічне зусилля, що діє на провідник зі струмом, яке і створює крутний момент, що приводить в рух ротор. При цьому частота обертання ротора у асинхронного двигуна завжди менше частоти обертання обертового магнітного поля статора за рахунок ковзання ротора, яке у сучасних двигунів становить приблизно 2-5%.

Таким чином асинхронний двигун отримує енергію, що підводиться до ротора обертовим магнітним потоком (індуктивно), на відміну від двигунів постійного струму , У яких енергія підводиться по дротах. асинхронні двигуни на відміну від синхронних збуджуються змінним струмом.

Асинхронний двигун, як і синхронний, складається з двох основних частин: статора з обмотками фаз, за ​​якими проходить трифазний змінний струм, і ротора, вісь якого покладена в підшипниках. Ротор може бути короткозамкненим і фазним (рис. 170).

Короткозамкнений ротор (рис. 170, в) являє собою циліндр, по колу якого паралельно його осі розташовані провідники, замкнуті між собою по обидва боки ротора кільцями (у вигляді білячого колеса).

Асинхронний двигун з таким ротором називається короткозамкненим. До його недоліків відносяться: малий пусковий момент і великий струм в обмотках статора при пуску. Якщо хочуть збільшити пусковий момент або зменшити пусковий струм, застосовують асинхронні двигуни з фазним ротором (рис. 170, г). У цих двигунів на роторі розміщують таку ж обмотку, як і на статорі. При цьому кінці обмоток з'єднують з контактними кільцями (рис. 170, д), розташованими на валу двигуна. Контактні кільця за допомогою щіток з'єднуються з пусковим реостатом.

Для пуску двигуна в живильну ланцюг включають статор, після чого поступово виводять з ланцюга ротора опір пускового реостата. Коли двигун пущений, контактні кільця за допомогою контактів пускача замикаються накоротко,

Поздовжній розріз асинхронного електродвигуна з фазним ротором

На рис. 171 показаний поздовжній розріз асинхронного двигуна з фазним ротором. У корпусі 6 статора поміщена обмотка 5, укладена в пази 4 стали статора. У пазах 2 стали ротора лежить обмотка 3 ротора.

Пуск в хід електродвигуна з короткозамкненим ротором може бути здійснений безпосереднім включенням пускача па повне робоча напруга ланцюга (спосіб прямого пуску). Однак внаслідок різкого зростання индуктируемой е. д. з. і пускового струму напруга в цілі в пусковий момент знижується, що негативно позначається на роботі приводного двигуна та інших споживачів, які живляться від цього ланцюга.

У разі великого пускового струму для його зменшення асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором зазвичай пускають двома способами: перемиканням обмоток статора в момент пуску із зірки на трикутник, якщо обмотки статора при нормальній роботі електродвигуна з'єднані трикутником, або включенням електродвигуна через пусковий реостат (або автотрансформатор) в ланцюга статора.

Зупинка електродвигуна виробляється вимиканням контактора. Після зупинки електродвигуна пусковий реостат або автотрансформатор повністю вводиться. Частоту обертання асинхронних двигунів регулюють, змінюючи опір реостата, включеного в ланцюг ротора (у електродвигунів з фазним ротором), і перемикаючи статорні обмотки для зміни числа пар полюсів (у електродвигунів з короткозамкненим ротором).

Зміна напрямку обертання асинхронних електродвигунів досягається зміною напрямку магнітного поля статора шляхом перемикання будь-яких двох з трьох фаз обмотки статора (за допомогою дротів, що з'єднують затискачі обмотки статора з ланцюгом) за допомогою звичайного двополюсного перемикача.

Асинхронні двигуни прості за конструкцією, мають порівняно з двигунами постійного струму меншими розмірами і масою, внаслідок чого вони значно дешевше. Крім того, вони більш надійні в експлуатації, потребують меншого уваги при обслуговуванні через відсутність у них обертається колектора і щіткового апарату; вони мають більш високий к. п. д., апаратура управління ними значно простіше і дешевше, ніж у двигунів постійного струму. Асинхронні двигуни працюють без іскроутворення, яке можливо в машинах постійного струму з порушеною комутацією, тому вони більш безпечні в пожежному відношенні.

Перерахованими основними перевагами асинхронних двигунів пояснюється сучасна тенденція повсюдного впровадження змінного струму на морських судах. Слід зазначити, що в промисловості асинхронні двигуни давно завоювали панівне становище в порівнянні з іншими типами електродвигунів.

Асинхронні двигуни будуються потужністю від часток кіловата до багатьох тисяч кіловат. На суднах морського флоту в основному застосовуються асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором, які випускаються в водозахищеного і бризгозащищенном виконанні і розраховані па напругу 380/220 В.

Контрольні питання :

1. У чому полягає принцип дії генератора постійного струму?

2. З яких основних частин складається електрична машина постійного струму і яке їхнє призначення?

3. Як поділяються машини постійного струму по виконанню?

4. Який принцип дії двигуна постійного струму?

5. Які основні правила обслуговування електричних машин постійного струму?

6. Які машини називаються синхронними і який принцип їх дії?

7. Для чого служать трансформатори, які їхні пристрій і принцип дії?

8. Які двигуни називаються асинхронними і який принцип їх дії?

9. Як поділяються асинхронні двигуни по конструкції ротора?

Електричні машини, що перетворюють електричну енергію змінного струму в механічну енергію, називаються електродвигунами змінного струму.

У промисловості найбільшого поширення набули асинхронні двигуни трифазного тока.Рассмотрім пристрій і принцип дії цих двигунів.
Принцип дії асинхронного двигуна заснований на використанні обертового магнітного поля.
Для з'ясування роботи такого двигуна виконаємо наступний досвід.
Зміцнимо підковоподібний магніт на осі таким чином, щоб його можна було обертати за ручку. Між полюсами магніту розташуємо на осі мідний циліндр, який може вільно обертатися.

Малюнок 1. Найпростіша модель для отримання обертового магнітного поля
Почнемо обертати магніт за ручку за годинниковою стрілкою. Поле магніту також почне обертатися і при обертанні буде перетинати своїми силовими лініями мідний циліндр. У циліндрі, за законом електромагнітної індукції, виникнуть вихрові струми, які створять своє власне магнітне поле - поле циліндра. Це поле буде взаємодіяти з магнітним полем постійного магніту, в результаті чого циліндр почне обертатися в ту ж сторону, що і магніт.
Встановлено, що швидкість обертання циліндра дещо менше швидкості обертання поля магніту.
Дійсно, якщо циліндр обертається з тією ж швидкістю, що і магнітне поле, то магнітні силові лінії не перетинають його, а отже, в ньому не виникають вихрові струми, що викликають обертання циліндра.
Швидкість обертання магнітного поля прийнято називати синхронної, так як вона дорівнює швидкості обертання магніту, а швидкість обертання циліндра - асинхронної (несинхронної). Тому сам двигун отримав назву асинхронного двигуна. Швидкість обертання циліндра (ротора) відрізняється від синхронної швидкості обертання магнітного поля на невелику величину, називаемуюскольженіем.
Позначивши швидкість обертання ротора через n1 і швидкість обертання поля через n ми можемо підрахувати величину ковзання в процентах за формулою:
s = (n - n1) / n.
У наведеному вище досвіді обертове магнітне поле і викликане ним обертання циліндра ми отримували завдяки обертанню постійного магніту, тому такий пристрій ще не є електродвигуном. Треба змусити електричний струм створювати обертове магнітне поле і використовувати його для обертання ротора. Це завдання свого часу блискуче дозволив М. О. Доліво-Добровольський. Він запропонував використовувати для цієї мети трифазний струм.
Пристрій асинхронного електродвигуна М. О. Доліво-Добровольського
Малюнок 2. Схема асинхронного електродвигуна Доливо-Добровольського
На полюсах залізного сердечника кільцевої форми, званого статором електродвигуна, поміщені три обмотки, мережі трифазного струму 0 розташовані одна щодо іншої під кутом 120 °.
Всередині осердя укріплений на осі металевий циліндр, званий ротором електродвигуна.
Якщо обмотки з'єднати між собою так, як показано на малюнку, і підключити їх до мережі трифазного струму, то загальний магнітний потік, створюваний трьома полюсами, виявиться, що обертається.
На малюнку 3 показаний графік зміни струмів в обмотках двигуна і процес виникнення магнітного поля.
Розглянемо - докладніше цей процес.
Малюнок 3. Отримання обертового магнітного поля
У положенні «А» на графіку ток в першій фазі дорівнює нулю, у другій фазі він негативний, а в третій позитивний. Струм по котушок полюсів потече в напрямку, зазначеному на малюнку стрілками.
Визначивши за правилом правої руки напрямок створеного струмом магнітного потоку, ми переконаємося, що на внутрішньому кінці полюса (зверненому до ротора) третьої котушки буде створено південний полюс (Ю), а на полюсі другої котушки - північний полюс (С). Сумарний магнітний потік буде спрямований від полюса другий котушки через ротор до полюса третьої котушки.
У положенні «Б» на графіку ток в другій фазі дорівнює нулю, в першій фазі він позитивний, а в третій від'ємний. Струм, протікаючи по котушок полюсів, створює на кінці першої котушки південний полюс (Ю), на кінці третьої котушки північний полюс (С). Сумарний магнітний потік тепер буде спрямований від третього полюса через ротор до першого полюсу, т. Е. Полюси при цьому перемістяться на 120 °.
У положенні «В» на графіку ток в третій фазі дорівнює нулю, у другій фазі він позитивний, а в першій негативний. Тепер струм, протікаючи по першій і другій котушок, створить на кінці полюса першої котушки - північний полюс (С), а на кінці полюса другий котушки - південний полюс (Ю), т. Е. Полярність сумарного магнітного поля переміститься ще на 120 °. У положенні «Г» на графіку магнітне поле переміститься ще на 120 °.
Таким чином, сумарний магнітний потік буде міняти свій напрямок зі зміною напрямку струму в обмотках статора (полюсів).
При цьому за один період зміни струму в обмотках магнітний потік зробить повний оборот. Обертається магнітний потік буде захоплювати за собою циліндр, і ми отримаємо таким чином асинхронний електродвигун.
Нагадаємо, що на малюнку 3 обмотки статора з'єднані «зіркою», проте обертове магнітне поле утворюється і при з'єднанні їх «трикутником».
Якщо ми поміняємо місцями обмотки другої і третьої фаз, то магнітний потік змінить напрямок свого обертання на протилежне.
Такого ж результату можна досягти, не міняючи місцями обмотки статора, а направляючи струм другої фази мережі в третю фазу статора, а третю фазу мережі - в другу фазу статора.
Таким чином, змінити напрямок обертання магнітного поля можна перемиканням двох будь-яких фаз.
Ми розглянули пристрій асинхронного двигуна, що має на статорі три обмотки. В цьому випадку обертається магнітне поле двухполюсное і число його оборотів в одну секунду дорівнює числу періодів зміни струму в одну секунду.
Якщо на статорі розмістити по колу шість обмоток, то буде створено чотириполюсні обертове магнітне поле. При дев'яти обмотках поле буде шестіполюсним.
При частоті трифазного струму f, що дорівнює 50 періодам в секунду, або 3000 в хвилину, число обертів n обертового поля в хвилину буде:
при двополюсному статорі n = (50 х 60) / 1 = 3000 об / хв,
при чотириполюсним статорі n = (50 х 60) / 2 = 1500 об / хв,
при шестіполюсном статорі n = (50 х 60) / 3 = 1000 об / хв,
при числі пар полюсів статора, що дорівнює p: n = (f х 60) / p,
Отже, ми встановили швидкість обертання магнітного поля і залежність її від числа обмоток на статорі двигуна.
Ротор ж двигуна буде, як нам відомо, кілька відставати в своєму обертанні.
Однак відставання ротора дуже невелике. Так, наприклад, при холостому ході двигуна різниця швидкостей складає всього 3%, а при навантаженні 5 - 7%. Отже, обороти асинхронного двигуна при зміні навантаження змінюються в дуже невеликих межах, що є одним з його достоїнств.

Розглянемо тепер пристрій асинхронних електродвигунів
Статор сучасного асинхронного електродвигуна має невиражені полюси, т. Е. Внутрішня поверхня статора зроблена абсолютно гладкою.
Щоб зменшити втрати на вихрові струми, сердечник статора набирають з тонких штампованих сталевих листів. Зібраний сердечник статора закріплюють в сталевому корпусі.
У пази статора закладають обмотку з мідного дроту. Фазові обмотки статора електродвигуна з'єднуються «зіркою» або «трикутником», для чого все початку і кінці обмоток виводяться на корпус - на спеціальний ізоляційний щиток. Такий пристрій статора дуже зручно, так як дозволяє включати його обмотки на різні стандартні напруги.
Ротор асинхронного двигуна, подібно статора, набирається з штампованих листів стали. У пази ротора закладається обмотка.
Залежно від конструкції ротора асинхронні електродвигуни діляться на двигуни з короткозамкненим ротором і фазним ротором.
Обмотка короткозамкнутого ротора зроблена з мідних стрижнів, які закладаються в пази ротора. Торці стрижнів з'єднані за допомогою мідного кільця. Така обмотка називається обмоткою типу «білячої клітини». Зауважимо, що мідні стрижні в пазах не ізолюйте.
У деяких двигунах «білячу клітку» замінюють литим ротором.

Асинхронний двигун з фазним ротором (з контактними кільцями) застосовується зазвичай в електродвигунах великої потужності і в тих випадках; коли необхідно, щоб електродвигун створював велике зусилля при рушанні з місця. Досягається це тим, що в обмотки фазного двигуна включається пусковий реостат.
Короткозамкнені асинхронні двигуни пускаються в хід двома способами:
1) Безпосереднім підключенням трифазного напруги мережі до статора двигуна. Цей спосіб найпростіший і найбільш популярний.
2) Зниженням напруги, що підводиться до обмоток статора. Напруга знижують, наприклад, перемикаючи обмотки статора з «зірки» на «трикутник».
Пуск двигуна в хід відбувається при з'єднанні обмоток статора «зіркою», а коли ротор досягне нормального числа обертів, обмотки статора переключаються на з'єднання «трикутником».
Струм в підвідних проводах при цьому способі пуску двигуна зменшується в 3 рази в порівнянні з тим струмом, який виник би при пуску двигуна прямим включенням в мережу з обмотками статора, сполученими «трикутником». Однак цей спосіб придатний лише в тому випадку, якщо статор розрахований для нормальної роботи при з'єднанні його обмоток «трикутником».
Найбільш простим, дешевим і надійним є асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором, але цей двигун має деякі недоліки - малим зусиллям при рушанні з місця і великим пусковим струмом. Ці недоліки значною мірою усуваються застосуванням фазного ротора , Але застосування такого ротора значно здорожує двигун і вимагає пускового реостата.

принцип Дії
Принцип Дії асинхронного електродвигуни Заснований на взаємодії индуктированного Струму ротора з магнітнім потоком статора. При включенні обмотки тріфазного двигуна під напругу джерела тріфазного змінного Струму Всередині розточкі статора утворюється обертове магнітне поле, частота Обертаном которого дорівнює
n1 = 60fp,
де n1 - частота Обертаном магнітного поля, об / хв; f - частота Струму, Гц; p - число пар магнітніх полюсів двигуна.
СИЛОВІ Лінії магнітного поля перетінають стріжні короткозамкненою обмотки ротора, и в них індукується ЕРС, яка віклікає з'явилися Струму и магнітного потоку в роторі двигуна.
Взаємодія магнітного поля статора з магнітнім потоком ротора створює механічний обертовій момент, під дією которого ротор начинает обертатіся. Частота Обертаном ротора Дещо менше частоти Обертаном магнітного поля. Тому двигун назівається асинхронним.
Величина, что характерізує відставання ротора від магнітного поля в відносніх одиниць, назівається Ковзани, підраховують ее за формулою
S = (n1-n2) / n1,
де S - ковзання (відносна кутова ШВИДКІСТЬ); n1 - частота Обертаном магнітного поля, об / хв; n2 - номінальна частота Обертаном ротора, об / хв.
Для включення двигуна в ятір его статорні обмотки повінні буті з'єднані в "зірку" чи "трикутник".
Мал. 4 Схеми з'єднання:
а - трикутник, б - зірка.
Для включення двигуна за схемою «трикутник» потрібно початок першої обмотки з'єднати з кінцем другий, початок другої обмотки - з кінцем третього і початок третьої - з кінцем першого. Місця з'єднання обмоток підключають до трьох фаз мережі (рис. 4, а).
Щоб двигун включити в мережу за схемою «зірка», потрібно все кінці обмоток з'єднати електрично в одну точку, а все початку обмоток приєднати до фаз мережі (рис. 4, б).
Схеми включення завжди наводяться на зворотному боці кришки, що закриває коробку висновків електродвигуна.
Для зміни напрямку обертання трифазного асинхронного електродвигуна досить поміняти місцями дві будь-яких фази мережі незалежно від схеми включення електродвигуна. Для швидкої зміни напрямку обертання двигуна застосовують реверсивні рубильники, пакетні вимикачі або реверсивні магнітні пускачі.
Трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором поряд з простотою конструкції, високою надійністю в роботі, довговічністю, низькою вартістю і універсальністю, має один суттєвий недолік: при його пуску виникає пусковий струм, значення якого в 5-7 разів більше номінального. Великий пусковий струм, на який електрична мережа зазвичай не розрахована, викликає значне зниження напруги, що, в свою чергу, негативно впливає на стійку роботу сусідніх електроприймачів.
Щоб зменшити пускові струми трифазних асинхронних короткозамкнених двигунів великих потужностей, їх включають за допомогою перемикача схем з "зірки" на "трикутник". При цьому спочатку обмотки двигуна з'єднуються за схемою "зірка", потім, після того як ротор двигуна набере номінальну частоту обертання, його обмотки перемикаються в схему "трикутник".
Зниження пускового струму двигуна при перемиканні його обмоток із зірки на трикутник відбувається тому, що замість призначеної для даного напруги мережі схеми "трикутник" кожна обмотка двигуна включається на напругу в √3 разів менше, а споживаний струм знижується в три рази. Знижується також в три рази і потужність, що розвивається електродвигуном при пуску. Тому викладений спосіб зниження пускового струму можна використовувати лише при навантаженні не більше 1/3 номінальної.

Система трифазного змінного струму, що дозволила створити пристрої для отримання обертового магнітного потоку, викликала поява найбільш поширеного в даний час електродвигуна, званого асинхронним. Це назва обумовлена ​​тим, що обертається частина машини - ротор - завжди обертається зі швидкістю, що не дорівнює швидкості магнітного потоку, тобто несинхронно з ним. Виготовлений на потужності від часток вата до тисяч кіловат при напружених 127, 220, 380, 500, 600, 3000, 6000, 10000 В, цей електродвигун простий по конструкції, надійний в експлуатації і дешевий у порівнянні з іншими типами. Він застосовується в усіх видах робіт, де не потрібно підтримки постійної швидкості обертання, а також в побуті, в однофазному виконанні для малої потужності.

Принцип дії асинхронного двигуна

Розглянемо пристрій, показане на рис. Воно складається з постійного магніту 1, мідного диска 2, рукоятки 3 і підшипників 4. Якщо обертати магніт за допомогою рукоятки, то мідний диск починає обертатися в ту ж сторону, але не так часто. Мідний диск можна розглядати як безліч замкнутих витків; при обертанні магніту 1 його магнітні силові лінії (М.С.Л.) перетинають витки диска, і в витках наводиться електрорушійна

позначимо:
п, - частота обертання магніту (синхронна частота), об / хв;
п2 - частота обертання диска, об / хв; п - різниця частот обертання магніту і диска, об / хв.
Частота обертання диска менше частоти обертання магніту, і, отже, диск обертається з несинхронної (асинхронної) частотою. Різниця частот магніту і диска являє собою частоту, з якою М.С.Л. перетинають витки диска. Ставлення різниці частот до синхронної частоті називається ковзанням. Ковзання може бути виражено в частках одиниці або у відсотках:

У двигунах обертове магнітне поле створюється трифазним струмом , Що протікає по обмотці статора, а роль диска виконує обмотка ротора. Активна сталь статора і ротора служить магнитопроводом, що зменшує в сотні разів опір магнітного потоку.
Під впливом підведеного до статора напруги мережі Ul в його обмотці протікає струм I ,. Цей струм створює обертовий магнітний потік Ф, що замикається через статор і ротор. Потік створює в обох обмотках ЕРС Е {і Е2, як в первинній та вторинній обмотках трансформатора. Таким чином, асинхронний двигун подібний трифазного трансформатора , В якому е.р.с. створюються обертовим магнітним потоком.

Мал. 2. Робота асинхронного двигуна при cos ф2 = 1
Нехай потік обертається в напрямку руху стрілки годинника. Під впливом е.р.с. Е2 в обмотці ротора піде струм I2, напрямок якого показано на рис. 2. Припустимо, що він збігається по фазі з Е2. Взаємодія струму I2 і потоку Ф створює електромагнітні сили F, що призводять ротор в обертання, слідом за обертовим потоком. Таким образів, асинхронний двигун являє собою трансформатор з обертової вторинною обмоткою і здатний тому перетворювати Електрична Потужність E2I2 cos ф в механічну.
Ротор завжди відстає від магнітного потоку, так як тільки в цьому випадку може виникати е.р.с. Е2, а отже, струм 12 і сили F. Щоб змінити напрямок обертання ротора, слід змінити напрямок обертання потоку. Для цього міняють місцями два будь-яких дроти, що підводять струм від мережі до статора. В цьому випадку змінюється порядок проходження фаз ABC на АСВ або ВАС, і потік обертається в зворотну сторону.
Ротор двигуна обертається з асинхронної частотою п2, тому і двигун називається асинхронним. Частоту обертання магнітного потоку називають синхронною частотою п1. Частота обертів ротора
Теоретично ковзання змінюється від 1 до 0 або від 100% до 0, так як при нерухомому роторі в перший момент пуску п2 - 0; а якщо уявити, що ротор обертається синхронно з потоком, п2 = пх.
Чим більше навантаження на валу, тим менше швидкість ротора п2 і отже більше S, так як більший гальмівний момент повинен урівноважитися обертає; Останнім можливо тільки при збільшенні Е2 і I2, а значить і S. Ковзання при номінальному навантаженні SH у асинхронних двигунів одно від 1 до 7%; менша цифра відноситься до потужних двигунів.

Найбільш популярним з існуючих електродвигунів до сих пір є асинхронний двигун, створений ще в XIX столітті. Його конструкція виявилася геніально простий і настільки вдалою, що всі подальші перетворення не торкалися принципу дії, зачіпаючи лише технологію виготовлення тих чи інших деталей. Наприклад, модифікуватися могли підшипники, на яких кріпився вал двигуна, змінювалася форма обмоток ротора і статора, однак принцип роботи асинхронного двигуна залишався незмінним.

Незалежно від того, які розміри має електричний мотор такого типу, його пристрій буде однаковим. Простіше для прикладу розглянути трифазний електродвигун . Такі мотори працюють в заводських цехах - на конвеєрі і в верстатах, надають руху кабіну ліфта - в будинках і на шахтах, перекачують воду, крутячи турбіну насоса - і в невеликій свердловині, і на потужних водозабірних станціях. Сфера использование трифазних пристроїв широка.

Різні типи двигуна

На відміну від трифазного, однофазний асинхронний двигун часто застосовується в побутовій техніці - пилососах, пральних машинах , Вентиляторах, кухонних комбайнах, блендерах і т.д. Вони ж застосовуються в магнітофонах і програвачах вінілових дисків. Навіть в складі персонального комп'ютера можна знайти не один асинхронний двигун. Але до пристрою цієї версії двигуна ми повернемося трохи пізніше.

Першим з'явився на світ саме трифазний електродвигун, принцип роботи якого будувався на взаємодії електромагнітних полів. Основні частини асинхронного двигуна - це статор і ротор. Відповідно, статором була названа частина, яка залишається нерухомою. Саме вона знаходиться безпосередньо під зовнішньою оболонкою пристрою і має форму циліндра. У цій частині по колу розташовані три обмотки - під кутом 120 ° один до одного.

У сучасних двигунах можна нарахувати безліч обмоток, однак, вони з'єднані один з одним так, щоб кожна наступна відрізнялася від попередньої по фазі, і фазовий зсув між сусідніми обмотками становив 120 °. Обмотки намотуються мідним дротом, і до кожної з груп підключається напруга зі своєю фази. Таким чином, виходить, що магнітне поле рухається по цим обмоткам, як би замикаючись в кільце.

Статор теж має свої обмотки. Так як на статор електрики не подається, він має право на замкнутий провідник, який іноді замість обмоток формують у вигляді так званої білячої клітини. Якщо порівнювати точніше, то ця деталь нагадує не саму клітку для моторного гризуна, а біляче колесо, призначене для того, щоб тварина вихлюпується свою невгамовну енергію. У роторі пристрою «біляча клітина» формується шляхом заливання розплавленого алюмінію в пази сердечника, виконаного з набраних сталевих листів. Такий пристрій називається короткозамкненим ротором.

Якщо статор виконаний з реальними обмотками, то він зазвичай робиться багатополюсним. Такий ротор називають фазним. Обмотки цього ротора замикають зіркою або трикутником.

Ротор має власний вал, який спирається на задній і передній підшипники. Вони, в свою чергу, закріплені на корпусі двигуна так, що ротор всередині статора може вільно обертатися. Принцип дії асинхронних двигунів заснований на тому, що в обмотках або «білячому колесі» статором наводиться магнітне поле. Під його дією в провідниках ротора з'являється струм, а з ним - власне магнітне поле.

Змінне магнітне поле статора захоплює за собою ротор, і той починає обертатися. Але магнітне поле ротора завжди запізнюється щодо поля статора, і обертання обох полів не може відбуватися синхронно. Це змушує ротор долати безліч діючих на нього сил:

• силу тяжіння;
• тертя кочення (якщо використовується кульковий або роликовий підшипник);
• тертя ковзання (якщо в якості підшипника застосовується бронзова втулка);
• силу протидії приводиться в рух устаткування.

Остання сила залежить від багатьох моментів, тому її неможливо звести до якого-небудь найпростішого фізичного параметру. Якщо треба зрушити з місця трамвай, то двигуну доводиться на себе брати навантаження від редуктора, який треба розкрутити, від самого вагона, який треба зрушити, до того ж не треба забувати ще й про силу тертя кочення, в якому перебувають колеса транспортного засобу.

У разі коли йде опис роботи професійної м'ясорубки, яку приводить в дію асинхронний двигун, то тут долається опір і самого редуктора, і того шматка м'яса або навіть кістки, яку треба перемолоти.

Оскільки між статором і ротором є зазор, то ротор під навантаженням просто відстає від статора по кутовий швидкості. Отже, частота обертання ротора залежить від навантаження на вал двигуна. Порушується принцип синхронності, звідти й назва самого пристрою: «асинхронний двигун».

Закладений в асинхронний двигун принцип роботи дає ряд переваг цього пристрою:

Недоліки асинхронних двигунів

Є у електродвигунів такої конструкції і свої недоліки. До них можна віднести втрати на тепло. Вони, дійсно, можуть перегріватися, особливо - під навантаженням. Для цього їх корпусу нерідко роблять ребристими - щоб вони краще випромінювали тепло в навколишній простір. Також асинхронний прилад часто забезпечується тим, хто сидів на тому ж валу вентилятором для обдування ротора, тому що корпус може відводити тепло тільки від статора, так як повітряного зазору між ними немає, чого не скажеш про роторі.

Неможливість стабільно тримати частоту обертання робить асинхронний двигун непридатним в деяких пристроях.

Однофазне підключення електродвигуна

У наших домашніх приладах найчастіше можна зустріти все той же асинхронний прилад. Але як же він «розуміє», в який бік йому почати обертання при його запуску, якщо на нього заводяться тільки одна фаза і нуль? У такій асинхронний двигун принцип дії закладений такий же, як і у трифазного - обертання магнітного поля. Для цього у кожного двигуна є ще один контакт - пусковий.

Статор має дві обмотки, між якими витримується кут 90 °. Обидві групи котушок підключені до однієї і тієї ж фазі, однак, щоб забезпечити зрушення на ті ж самі 90 ° між обмотками, одна з них підключається через конденсатор. Це змушує магнітне поле обертатися.

Подібні двигуни використовуються, наприклад, в кавомолках або соковижималках. Можна чути, як змінюється звук асинхронного двигуна в цих приладах, коли вони працюють під навантаженням. на холостому ході частота обертання ротора у них явно вище.

Підводячи підсумок важливо сказати, що асинхронні електродвигуни здобули велику популярність. Звичайно, не можна не забувати про деякі недоліки. Однак всі вони перекриваються завдяки великому безлічі достоїнств.