Електричні установки, які перетворюють енергію електричну в енергію механічну, називаються електродвигунами. Працюють вони від змінного струму 3-х фазної мережі. В основному сьогодні в промисловості та побуті застосовуються асинхронні двигуни. Щоб розібратися, як вони працюють, необхідно розглянути асинхронний двигун - принцип роботи його, конструкцію і можливості, які призводять до зміни параметрів. Отже, наша стаття - пристрій і принцип дії асинхронного електричного двигуна.
Конструкція Буквально кілька слів про те, як влаштований асинхронний двигун. Отже, складається він з двох частин, між якими є невеликий повітряний зазор. Перша частина нерухома - це статор. Друга рухлива (обертається) - це ротор. Але і в тій, і в іншій є сердечник і обмотка. Тільки обмотка статора, в даному випадку, є первинною, тобто, саме на неї подається електричний струм, а ротора вторинною.
При цьому статор складається з сердечника, обмоток і корпусу (станини), останній найчастіше виготовляється з чавуну або алюмінієвого сплаву. Сердечник ж асинхронного електродвигуна являє собою конструкцію, зібрану з листів спеціальної електромеханічної стали толщиною від 0,35 мм до 0,5 мм. Така конструкція використовується спеціально, щоб зменшити дію вихрових струмів, які обов'язково виникають під дією магнітного поля, яке обертається. Це поле створене обмоткою статора. Якщо сердечник буде виготовлений із цільного металу, то відбудеться його перемагничивание.
Саме в пази сердечника і укладається мідний дріт, який може бути одношаровим або багатошаровим в плані укладання.
Що стосується ротора, то, по суті, це вал, на який насаджений сердечник. В якості обмотки тут використовуються стрижні або з алюмінію, або з міді, які по торцях замикаються кільцями. Сам він обертається в підшипниках, встановлених а торцевих кришках. Ось такі особливості конструкції асинхронного двигуна.
Як працює Почнемо з самого головного, що в електродвигунах рух ротора створюється за рахунок обертового магнітного поля, яке, у свою чергу, утворюється за рахунок руху електричного струму в обмотці статора. Це і є основний принцип дії асинхронного двигуна.
Якщо більш глибоко почати розбиратися в процесах, що діють всередині движка, то почнемо з визначення частоти обертання поля. Для цього можна скористатися формулою: n = 60 * f / p, де • f - це частота електричної мережі живлення, вимірювана в герцах (Гц); • p - це кількість пар полюсів.
Утворене магнітне поле пронизує собою відразу дві обмотки: і статора, і ротора. Саме під її дією утворюється електрорушійна сила, яка і обертає моторний вал. При цьому в статорі утворюється електрорушійна сила самоіндукції. Вона, по-перше, спрямована проти прикладеної напруги в подавальній мережі. По-друге, вона ж стримує струм. Увага! У короткозамкнених електродвигунах обмотка ротора замкнута накоротко, звідси й назва. У фазних моделях обмотка замикається через опір. Але як же при цьому створюється обертання валу? Вся справа в тому, що під дією електрорушійної сили ротора у вторинній обмотці з'являється струм. Саме він, взаємодіючи з обертовим магнітним полем, створює певну електромагнітну силу, яка його і обертає. До речі, напрям дії можна визначити за правилом лівої руки.
У магнітного поля є два полюси: північний і південний. Якщо беремо за основу правило лівої руки, то полюса обертаються щодо статора проти годинникової стрілки. Тобто, вони весь час переміщаються. По суті, на цьому і заснований принцип роботи асинхронного двигуна. Отже, на провідник, де проводить електричний струм, діє електромагнітна сила, про яку вже вище згадувалося. Це сумарна величина, яка утворює електромагнітний момент обертання. По-простому, момент рухається у напрямку обертання самого магнітного поля. Якщо момент має більшу величину, то ротор буде обов'язково обертатися.
До речі, електрорушійна сила в обмотках залежить від різниці частоти обертання ротора і магнітного поля. Друга величина повинна бути більше першою. І чим дана різниця буде більше, тим вище електрорушійна сила. Тобто, виходить так, що асинхронний двигун може працювати тільки в тому випадку, якщо величина частоти обертання магнітного поля буде більше частоти обертання ротора. Це і є основне умови роботи. Звідси і назва самого мотора, бо вал обертається не синхронно з магнітним полем. Ось такий принцип роботи і пристрій.
Висновок по темі Отже, в цій статті був розібраний принцип дії асинхронного двигуна. Наше завдання було по-простому розповісти звичайним обивателям, як працює ця електрична машина, чому вона так називається, а також трохи позначити її пристрій. Скажемо прямо, що всі правила, закладені в роботу мотора, засновані на складних фізичних законах, пов'язаних з електрикою. Саме на складних, тому асинхронний двигун є складним агрегатом.
