Электротехника: Электрические машины


Однофазный асинхронный двигатель

Однофазный асинхронный двигатель

Как и любой другой электрический двигатель, однофазный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, а именно из ротора и статора. Статор является неподвижной частью двигателя, а ротор подвижной частью. Питание однофазным напряжением подается на статор асинхронного двигателя, который содержит обмотки для создания магнитного поля. Ротор представляет собой вращающуюся часть, которая соединяется с механической нагрузкой. Ротор однофазного асинхронного двигателя является короткозамкнутым, то есть содержит короткозамкнутую обмотку, обычно по своему виду напоминающую беличью клетку (колесо).

Эквивалентная схема трёхфазного асинхронного двигателя

Эквивалентная схема трёхфазного асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель работает посредством индукции токов и напряжений в цепи ротора через цепь статора. Это фактически действие трансформации и потому эквивалентная схема асинхронной электрической машины будет аналогичной схеме замещения (equivalent circuit) трансформатора. Полное сопротивление (импеданс) и ток намагничивания первичной цепи асинхронного двигателя, которая представлена статором, очень похожи на аналогичные элементы первичной цепи эквивалентной схемы трансформатора (схема замещения). Когда к обмоткам статора приложено напряжение, в обмотке ротора индуцируется ЭДС. Чем больше относительное движение магнитного поля между ротором и статором, тем большее ЭДС индуцируется в роторе и тем больше частота вращения ротора.

Принцип работы трёхфазного двигателя

Принцип работы трёхфазного двигателя

Как же преобразуется в дальнейшем электрическая энергия в механическую энергию? Если в статор, по обмоткам которого протекает трёхфазный ток и, соответственно, внутри него сосредоточено вращающееся магнитное поле, внести металлический предмет, то на него будет действовать механическая сила, которая будет пытаться этот предмет выкинуть из поля статора. Следует заметить, что принцип работы асинхронного двигателя не допускает синхронной скорости ротора с магнитным полем статора. В этом случае исчезнет ЭДС индукции в роторе, и ротор начнёт останавливаться. Синхронизация не достижима для асинхронного электродвигателя, скорость ротора в двигательном режиме может быть меньше скорости вращения магнитного поля.

Крутящий момент. Уравнение для трёхфазного асинхронного двигателя

Крутящий момент. Уравнение для трёхфазного асинхронного двигателя

Получаемая на выходе механическая энергия всегда меньше подводимой электрической энергии, но никак не большее её. Одним словом, крутящий момент на валу ротора асинхронного двигателя не может быть больше чем значение потребляемой электрической мощности, делённое на угловую скорость магнитного поля создаваемого обмотками статора. Реальная величина крутящего момента на валу двигателя без учёта потерь на трение, может быть получена, если из подводимой электрической мощности вычесть все потери, а вместо угловой скорости магнитного поля использовать угловую скорость вращения ротора, которая всегда немного меньше, чем скорость вращения магнитного поля статора.



Все теги раздела Электротехника:
Электричество Закон Ома Электрический ток Электробезопасность Устройства Биоэлектричество Характеристики Физические величины Электролиз Электрические схемы Асинхронные двигатели