Асинхронни електродвигатели с навит ротор

В момента асинхронните двигатели представляват най -малко 80% от всички електрически двигатели, произведени от промишлеността. Те включват трифазни асинхронни двигатели.

Трифазните асинхронни електродвигатели се използват широко в устройства за автоматизация и телемеханика, домакински и медицински устройства, устройства за запис на звук и др.

Предимства на асинхронните електродвигатели

Широкото използване на трифазни асинхронни двигатели се дължи на простотата на техния дизайн, надеждността в експлоатацията, добрите експлоатационни свойства, ниската цена и лекотата на поддръжка.

Устройството на асинхронни електродвигатели с навит ротор

Основните части на всеки асинхронен двигател са неподвижната част — статорът и въртящата се част, наречена ротор.

Статорът на трифазен асинхронен двигател се състои от ламинирана магнитна верига, пресована в отлита рамка. На вътрешната повърхност на магнитната верига има канали за полагане на намотаващите проводници. Тези проводници са страните на многооборотни меки бобини, които образуват трите фази на намотката на статора. Геометричните оси на намотките се изместват в пространството една спрямо друга с 120 градуса.

Фазите на намотката могат да бъдат свързани според схемата звезда или триъгълник в зависимост от мрежовото напрежение. Например, ако в паспорта на двигателя са посочени напрежения от 220/380 V, тогава при мрежово напрежение 380 V фазите се свързват чрез «звезда». Ако мрежовото напрежение е 220 V, тогава намотките са свързани в «триъгълник». И в двата случая фазовото напрежение на двигателя е 220 V.

Роторът на трифазен асинхронен двигател е цилиндър, изработен от щамповани листове от електрическа стомана и монтиран на вал. В зависимост от вида на намотката, роторите на трифазни асинхронни двигатели се разделят на катерици и фазови ротори.

В асинхронни електродвигатели с по -висока мощност и специални машини с ниска мощност се използват фазови ротори за подобряване на пусковите и регулиращи свойства. В тези случаи на ротора се полага трифазна намотка с геометричните оси на фазовите бобини (1), изместени в пространството една спрямо друга с 120 градуса.

Фазите на намотката са свързани със звезда, а краищата им са свързани с три плъзгащи пръстена (3), монтирани на вала (2) и електрически изолирани както от вала, така и един от друг. С помощта на четки (4), които са в плъзгащ се контакт с пръстените (3), е възможно да се включат регулиращи реостати (5) във веригите на фазова намотка.

Асинхронен двигател с ротор има по-добри свойства за стартиране и регулиране, но се характеризира с по-голяма маса, размери и цена от асинхронен двигател с ротор с катеричка.

Принципът на действие на асинхронните електродвигатели

Принципът на работа на асинхронна машина се основава на използването на въртящо се магнитно поле. Когато трифазна намотка на статор е свързана към мрежата, се върти магнитно полеъгловата скорост на която се определя от честотата на мрежата f и броя на полюсните двойки на намотката р, т.е. ω1 = 2πf / p

Пресичайки проводниците на намотките на статора и ротора, това поле индуцира ЕМП в намотките (според закона на електромагнитната индукция). При затворена намотка на ротора, неговата ЕМП предизвиква ток във веригата на ротора. В резултат на взаимодействието на тока с полученото малконитно поле се създава електромагнитен момент.Ако този момент надвиши момента на съпротивление на вала на двигателя, валът започва да се върти и привежда в движение работния механизъм. Обикновено ъгловата скорост на ротора ω2 не е равна на ъгловата скорост на магнитното поле ω1, която се нарича синхронна. Оттук и името на двигателя асинхронен, тоест асинхронен.

Работата на асинхронна машина се характеризира с приплъзване s, което е относителната разлика между ъгловите скорости на полето ω1 и ротора ω2: s = (ω1-ω2) / ω1

Стойността и знакът на приплъзване, в зависимост от ъгловата скорост на ротора спрямо магнитното поле, определят режима на работа на асинхронната машина. Така че в идеалния режим на празен ход роторът и магнитното поле се въртят със същата честота в една и съща посока, приплъзване s = 0, роторът е неподвижен спрямо въртящото се магнитно поле, ЕМП в намотката му не се индуцира, токът на ротора и електромагнитният момент на машината са нула. При стартиране роторът е неподвижен в първия момент от времето: ω2 = 0, s = 1. По принцип приплъзването в моторен режим се променя от s = 1 при стартиране на s = 0 в идеалния режим на празен ход.

Когато роторът се върти със скорост ω2> ω1 по посока на въртене на магнитното поле, приплъзването става отрицателно. Машината преминава в режим генератор и развива спирачния момент. Когато роторът се върти в посока, обратна на посоката на въртене на магнитния поли (s> 1), асинхронната машина преминава в противоположния режим и също развива спирачен момент. Така в зависимост от приплъзването се прави разлика между режимите на двигателя (s = 1 ÷ 0), генератора (s = 0 ÷ -∞) и противоположния режим (s = 1 ÷ + ∞). Режимите на генератора и контрапревключването се използват за спиране на асинхронни двигатели.

Вижте също: Стартиране на двигател с навит ротор