Асинхронний двигун — конструктивні особливості і принцип роботи

Асинхронний двигун являє собою електричний двигун, що працює на змінному струмі. Асинхронною ця електрична машина названа тому, що частота, з якою обертається рухома частина двигуна — ротор, не дорівнює частоті, з якою обертається магнітне поле, яке створюється завдяки протіканню змінного струму по обмотці нерухомої частини двигуна — статора. Асинхронний двигун — найбільш поширений з усіх електричних двигунів, він отримав широку популярність у всіх галузях промисловості, машинобудування та інше.

Асинхронний двигун у своїй конструкції обов’язково має дві найважливіші частини: ротор і статор. Ці частини розділені невеликим повітряним зазором. Активними частинами двигуна також можна називати обмотки і магнітопровід. Конструктивні частини забезпечують охолодження, обертання ротора, міцність і жорсткість.

Статор — це литий сталевий або чавунний корпус циліндричної форми. Всередині корпусу статора розташований магнітопровід, в спеціальні вирубані пази якого покладена обмотка статора. Обидва кінці обмотки виведені в клемну коробку і з’єднуються або трикутником, або зіркою. З торців корпус статора повністю закритий підшипниками. У ці підшипники пресуються підшипники на валу ротора. Ротор асинхронного двигуна ж являє собою сталевий вал, на який також напресований магнітопровід.

Конструктивно ротори можна поділити на дві основні групи. Сам двигун носитиме своє найменування відповідно до принципу конструкції ротора. Асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором — це перший тип. Є і другий. Це асинхронний двигун з фазним ротором. У пази двигуна з ротором короткозамкнутим (його ще називають «білича клітина» через схожість зовнішнього вигляду такого ротора з кліткою біля білки) заливають алюмінієві стрижні і замикають їх по торцях. У фазного ротора є в наявності три обмотки, які з’єднуються між собою в зірку. Кінці обмоток прикріплені до закріплених на валу кільцях. При запуску двигуна до кільців притискаються спеціальні нерухомі щітки. До цих щіток підключені опори, покликані зменшити пусковий струм і плавно запустити асинхронний двигун. У всіх випадках до обмотки статора підводять трифазну напругу.

Принцип роботи будь-якого асинхронного двигуна простий. В основі лежить знаменитий закон електромагнітної індукції. Магнітне поле статора, створене трифазною системою напруги, обертається під дією струму, що проходить по обмотці статора. Це магнітне поле перетинає обмотку і провідники обмотки ротора. Від цього в обмотці ротора створюється електродвигуча сила (ЕДС) за законом електромагнітної індукції. Ця ЕДС викликає протікання в обмотці ротора змінного струму. Цей струм ротора згодом і сам створює магнітне поле, яке взаємодіє з магнітним полем статора. Цей процес і запускає обертання ротора в магнітних полях.

Часто для зменшення пускового струму (а він у асинхронного двигуна може в багато разів перевищувати робочий струм) застосовують пускові конденсатори, що підключаються послідовно до пускової обмотки. Після запуску цей конденсатор вимикається, зберігаючи робочі характеристики незмінними.