Ускорение: определение, типы, единица измерения и пример

Что такое асинхронный двигатель?

Асинхронный (индукционный) двигатель - это электрический двигатель, который работает на основе принципа индукции электрического тока во вторичной обмотке под действием переменного магнитного поля. Это самый распространенный тип двигателя, используемый в промышленности и бытовых приложениях.

Как работают асинхронные двигатели?

Принцип работы асинхронного (индукционного) двигателя заключается в индукции электрического тока в роторе под воздействием вращающегося магнитного поля статора. Рассмотрим основные этапы работы данного двигателя:

Подача питания: Подключается трехфазное переменное напряжение к обмоткам статора, которые создают вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле является вращающимся и периодически меняет свое направление.

Индукция в роторе: Под воздействием вращающегося магнитного поля статора в роторе, который состоит из проводящих материалов, возникает электромагнитная индукция. Это приводит к появлению электрического тока в роторе.

Вращение ротора: Возникающий ток в роторе создает свое собственное магнитное поле, которое начинает взаимодействовать с магнитным полем статора. Это приводит к возникновению силы взаимодействия между двумя магнитными полями, которая вызывает вращение ротора.

Асинхронность: Название "асинхронный" происходит от того, что скорость вращения ротора всегда немного меньше скорости вращения магнитного поля статора. Это происходит из-за индукции и называется "скольжением". Скольжение обусловлено электрическими и механическими потерями в системе, что приводит к небольшой разнице скоростей.

Производительность: При работе асинхронного двигателя ротор вращается со скоростью, близкой к скорости вращения магнитного поля статора. Разница в скоростях создает поток электромагнитных сил, которые обеспечивают механическую работу двигателя.

Почему ротор никогда не работает с синхронной скоростью?

Если скорость ротора равна синхронной скорости, между вращающимся магнитным полем статора и проводниками ротора не возникает относительного движения. Таким образом, на проводнике не индуцируется ЭДС, и по нему развивается нулевой ток. Без тока крутящий момент также не производится.

По указанным выше причинам ротор никогда не вращается с синхронной скоростью. Скорость ротора всегда меньше скорости вращающегося магнитного поля.

В качестве альтернативы метод принципа работы асинхронного двигателя также можно объяснить следующим образом.

Давайте поймем это, рассмотрев одиночный проводник на неподвижном роторе. Этот проводник отсекает вращающееся магнитное поле статора. Считайте, что вращающееся магнитное поле вращается по часовой стрелке. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводнике индуцируется ЭДС.

Поскольку цепь ротора замыкается внешним сопротивлением или концевым кольцом, ротор индуцирует ЭДС, которая вызывает ток в цепи. Направление ротора, индуцирующего ток, противоположно направлению вращающегося магнитного поля. Ток ротора индуцирует поток в роторе. Направление потока ротора совпадает с направлением тока.

Взаимодействие потоков ротора и статора создает силу, действующую на проводники ротора. Сила действует на ротор по касательной и, следовательно, вызывает крутящий момент. Крутящий момент толкает проводники ротора, и таким образом ротор начинает двигаться в направлении вращающегося магнитного поля. Ротор приходит в движение без какой-либо дополнительной системы возбуждения, поэтому двигатель называют самозапускающимся. Работа двигателя зависит от напряжения, индуцированного на роторе, поэтому он называется асинхронным двигателем.