Пристрій асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

Сьогодні важко зустріти механічне електрообладнання без використання асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором. Винахід позаминулого століття до сих пір активно застосовується і вдосконалюється. У будь-якій машині є такий пристрій. Завдяки йому життя людей вийшла на новий рівень. Вона стала немислимою без електромоторів. Тож не дивно, що багато хто бажає дізнатися, як все це працює.

Трішки історії

В кінці позаминулого століття італійський учений Г. Ферраріс написав статтю з теоретичними викладками асинхронного електродвигуна. У той же час в 1988 році американський вчений з австро-угорськими коренями Н. Тесла запатентував цей пристрій. А на наступний рік російський винахідник М. О. Доліво-Добравольскій придумав і створив перший асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.

Принцип дії цього пристрою до наших днів є основоположним в роботі всіх електродвигунів. Сам Михайло Осипович першим застосував свій винахід у справі. У Новоросійську була побудована перша електромережу з використанням пристрою на трифазному асинхронному двигуні. Місцевий елеватор був обладнаний трансформаторами і машинами нової, на той час, технології.

У наші дні важко уявити електромеханіка без винаходу Доливо-Добровольського. На розроблених їм принципах працюють всі сучасні електродвигуни. ось основні ключі успіху даного винаходу:

• неймовірна простота і легкість у виготовленні;
• комерційна вигода. Малі витрати і великий попит на такі вироби;
• велика ефективність і надійність – завжди привертають і забезпечують постійний попит;
• легкість в експлуатації і великий діапазон сфер застосування.

Судячи вже за цими ключам, попит на подібні вироби буде великим ще довгі роки. До того ж прогрес не стоїть на місці, багато винахідників продовжують удосконалити конструкцію двигуна.

Головний блок

Якщо уважно розглянути схему асинхронного двигуна, то відразу стане помітним наявність в ній двох основних деталей.

Без статора і ротора цей агрегат просто немислимий. Завдяки їм утворюється електромагнітне поле і виробляється електрострум.

Статор зазвичай має статичне положення. Він завжди циліндричної форми. Роблять його зі сталі. Всередині є пази з укладеною в них обмоткою. Застосовують кут в 120 градусів для зміщення обмоток відносно один одного. З'єднують кінці обмоток зіркою або трикутником – це залежить від подаваного на прилад напруги.

Ротор – обертається частина. Він теж має пази і обмотку. Вони бувають двох видів: фазні і короткозамкнені. Фазні обмотані як статори і приєднуються так само, а короткозамкнені мають алюмінієвий заливний сердечник. «Більче колесо» – так його називають з часів винаходу.

Крім основних деталей, є допоміжні. Вони можуть відрізнятися за будовою і конструкції, але частіше за все присутні на всіх двигунах подібного виду. Ось ці деталі:

• основний вал, на який кріпиться ротор;
• підшипники. Без цих деталей просто неможливо сьогодні уявити рухомі механізми з швидким обертанням;
• щити для кріплення підшипників;
• лапи для кріплення двигуна на місці роботи;
• основний кожух, що зриває нутрощі двигуна;
• кожух вентилятора. Служить для укриття лопатей;
• крильчатка вентилятора. Її основне призначення – не давати двигуну перегріватися;
• коробка для клем виведення. Місце приєднання електродвигуна до електропроводки.

Залежно від моделі, пристрій трифазного асинхронного двигуна може виглядати по-різному, але, як правило, основні вузли в них присутні.Більш сучасні моделі оснащують електронними датчиками і іншими приладами, які поліпшують зручність їх експлуатації.

Принцип роботи

Простота властива цьому двигуну в усьому. У тому числі і в принципі дії. Трифазний асинхронний двигун використовує закон електромагнітної індукції. Як видно з пристрою електродвигуна, він складається з двох електромагнітів. Згідно із законом Еме при обертанні виникає рушійна сила, яка згідно із законом Ампера буде підтримувати обертання ротора в статері і продовжувати виробляти струм.

Частоту обертання магнітного поля в статорі обчислюють, поділивши частоту змінного струму (помножену на 60 хвилин) на число пар полюсів трифазної обмотки. Маючи цю величину, обчислюють ковзання електродвигуна. Для цього вираховують із частоти обертання ЕМП частоту обертання ротора і ділять різницю на частоту обертання ЕМП.

На холостому ходу ковзання дорівнює 0, а в фазі короткого замикання і повної зупинки дорівнює 1 або 100%. Чим більше механічне навантаження на вал обертання, тим вище показник ковзання. для електродвигунів визначається номінальне ковзання. Для малих і середніх потужностей цей показник варіюється в межах від 8 до 2%.

Сфера застосування електродвигунів такою великою, що важко уявити, що стане з життям людини, якщо зникнуть всі такі пристрої. Однак, вони не тільки не зникають, а й навпаки, їх стає все більше. Це сприяє подальшому науковому прогресу людства.