- будова двигуна
- Принцип дії
- Як обертається ротор
- Гребневиє асинхронні двигуни
- підключення
- Аналогія з муфтою
- Достоїнства і недоліки
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Електродвигун призначений для перетворення, з малими втратами, електричну енергію в механічну.
Пропонуємо розглянути принцип дії асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором, трифазного і однофазного типу, а також його конструкцію і схеми підключення.
будова двигуна
Основні елементи електродвигуна це - статор, ротор, їх обмотки і магнітопровід.
Перетворення електричної енергії в механічну відбувається під обертається частини мотора - роторі.
У двигуна змінного струму, ротор отримує енергію не тільки за рахунок магнітного поля, а й за допомогою індукції. Таким чином, вони називаються асинхронними двигунами. Це можна порівняти з вторинною обмоткою трансформатора. Ці асинхронні двигуни ще називають обертовими трансформаторами. Найчастіше використовується моделі розраховані на трьох фазна включення.
Напрямок обертання електродвигуна задається правилом лівої руки гвинта: воно демонструє зв'язок між магнітним полем і провідником.
Другий дуже важливий закон - Фарадея:
- ЕРС наводитися в обмотці, але електромагнітний потік змінюється під часом.
- Величина наведеної ЕРС прямо пропорційна швидкості зміни електричного потоку.
- Напрямок ЕРС протидіє току.
Принцип дії
При подачі напруги на нерухомі обмотки статора, воно створює магнітне в статора. Якщо подається напруга змінного струму, то магнітний потік, створений ним, змінюється. Так статор виробляє зміна магнітного поля, і ротор отримує магнітні потоки.
Таким чином, ротор електродвигуна приймає ці потік статора і, отже, обертається. Це основний принцип роботи і ковзання в асинхронних машинах. З вищевикладеного слід зазначити, що магнітний потік статора (і його напруга) має дорівнювати змінним струмом для обертання ротора, так що асинхронна машина може працювати тільки від мережі змінного струму.
Коли такі двигуни діють як генератор, вони буде генерувати безпосередньо змінний струм. У разі такої роботи, ротор обертається за допомогою зовнішніх засобів скажімо, турбіни. Якщо ротор має деякий залишковий магнетизм, тобто деякі магнітні властивості, які зберігає за типом магніту всередині матеріалу, то ротор створює змінний потік в стаціонарній обмотці статора. Так що це обмотки статора отримуватимуть наведену напругу за принципом індукції.
Індукційні генератори використовуються в невеликих магазинах і домашніх господарствах, щоб забезпечити додаткову підтримку харчування і є найменш дорогими через легкого монтажу. Останнім часом вони широко використовується людьми в тих країнах, де електричні машини втрачають потужність через постійні перепади напруги в електромережі. Велику частину часу, ротор обертається за допомогою невеликого дизельного двигуна з'єднаний з асинхронним генератором змінного напруги.
Як обертається ротор
Обертається магнітний потік проходить через повітряний зазор між статором, ротором і обмоткою нерухомих провідників в роторі. Цей обертовий потік, створює напругу в провідниках ротора, тим самим змушуючи наводитися в них ЕРС. Відповідно до закону Фарадея електромагнітної індукції, саме це відносний рух між обертовим магнітним потоком і нерухомими обмотками ротора, які збуджує ЕРС, і є основою обертання.
Двигун з короткозамкненим ротором, в якому провідники ротора утворюють замкнену ланцюг, в слідстві чого виникає ЕРС наводить струм в ньому, напрямок задається законом Ленса, і є таким, щоб протидіяти причини його виникнення. Відносний рух ротора між обертовим магнітним потоком і нерухомим провідником і є його дією до обертання. Таким чином, щоб зменшити відносну швидкість, ротор починає обертатися в тому ж напрямку, що і обертовий потік на обмотках статора, намагаючись зловити його. Частота наведеної на нього ЕРС така ж, як частота харчування.
Гребневиє асинхронні двигуни
Коли напруга живлення низьке, збудження обмоток короткозамкнутого ротора не відбувається. Це обумовлено тим що, коли число зубців статора і число зубів ротора рівне, таким чином викликаючи магнітну фіксацію між статором і ротором. Цей фізичний контакт інакше називається зубо-блокуванням або магнітної блокуванням. Дана проблема може бути подолана шляхом збільшення кількості пазів ротора або статора.
підключення
Асинхронний двигун можна зупинити, просто помінявши місцями будь-які два з висновків статора. Це використовується під час надзвичайних ситуацій. Після він змінює напрямок обертового потоку, який виробляє крутний момент, тим самим викликаючи розрив харчування на роторі. Це називається протівофазним гальмуванням.
Відео: Як працює асинхронний двигун
Для того щоб цього не відбувалося в однофазному асинхронному двигуні, необхідно використання конденсаторного пристрою.
Його потрібно підключити до пускової обмотки, але попередньо обов'язково проводиться його розрахунок. Формула
QC = U з I 2 = U 2 I 2 / sin 2
З якої випливає, що електричні машини змінного струму двофазного або однофазного типу, повинні забезпечуватися конденсаторами з потужністю, яка дорівнює самій потужності двигуна.
Аналогія з муфтою
Розглядаючи принцип дії асинхронного електродвигуна, що використовується в промислових машинах, і його технічні характеристики, потрібно сказати про обертову муфту механічного зчеплення. Крутний момент на валу приводу повинен дорівнювати крутним моментом на відомому валу. Крім того, слід підкреслити, що ці два моменти є одним і тим же, оскільки крутний момент лінійного перетворювача викликається тертям між дисків всередині самої муфти.
Схожий принцип дії і у тягового двигуна з фазним ротором. Система такого мотора складається з восьми полюсів (з яких 4 - основні, а 4 - додаткові), і остови. На основних полюсах розташовані мідні котушки. Обертання такого механізму повинно зубчастої передачі, яка отримує крутний момент від валу якоря, так само званого сердечником. Включення в мережу, проводиться чотирма гнучкими кабелями. Основне призначення багатополюсного електродвигуна - приведення в рух важкої техніки: тепловози, трактори, комбайни та в деяких випадках, верстати.
Достоїнства і недоліки
Пристрій асинхронного двигуна є практично універсальним, але так само, у даного механізму є свої плюси і мінуси.
Переваги асинхронних двигунів змінного струму:
- Конструкція простої форми.
- Низька вартість виробництва.
- Надійна і практична в зверненні конструкція.
- Чи не примхливий в експлуатації.
- Проста схема управління
Ефективність цих двигунів дуже висока, так як немає втрат на тертя, і відносно високий коефіцієнт потужності.
Недоліки асинхронних двигунів змінного струму:
- Неможливий контроль швидкості без втрат потужності.
- Якщо збільшується навантаження - зменшується момент.
- Відносно невеликий пусковий момент.