Асинхронная электрическая машина

АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА (от а... и греческий σ?γχρονος - одновременный), электрическая машина переменного тока, у которой частота вращения ротора не равна частоте вращения магнитного поля статора. Статор - неподвижная часть асинхронной электрической машины - имеет шихтованный (набранный из стальных листов) магнитный сердечник, в пазах которого расположена многофазная обмотка, чаще всего трёхфазная или две однофазные (рис. 1).

АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

В конструкцию ротора - подвижной части асинхронной электрической машины - также входит шихтованный магнитный сердечник, посаженный на вал, с обмоткой в пазах. Различают роторы короткозамкнутые и фазные. Наибольшее распространение получили асинхронные электрические машины с короткозамкнутым ротором (рис. 2), обмотка которого выполнена в виде стержней из сплава алюминия, замкнутых накоротко на торцах ротора кольцами (так называемое беличье колесо).

Реклама

АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Фазный ротор (рис. 3) имеет трёхфазную обмотку из медных изолированных проводников, соединённую звездой; концы фаз подсоединены к расположенным на валу контактным кольцам. Вместе с неподвижными щётками они образуют скользящий контакт, позволяющий соединять фазную обмотку с внешней цепью.

АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Первая (двухфазная) асинхронная электрическая машина предложена Н. Теслой в 1887 году; трёхфазная асинхронная электрическая машина изобретена М. О. Доливо-Добровольским в 1889 году. Асинхронная электрическая машина применяется в основном как двигатель (преобразователь электрической энергии в механическую) и значительно реже как генератор (осуществляет обратное преобразование); принцип действия основан на использовании вращающегося магнитного поля. В трёхфазном асинхронном двигателе (рис. 4) обмотка статора подключается к сети переменного тока; токи фаз обмотки создают магнитодвижущую силу, которая и обусловливает появление вращающегося магнитного поля. Магнитное поле, пересекая проводники обмотки ротора, индуцирует в них эдс, которая, в свою очередь, вызывает ток в цепи роторной обмотки. В результате взаимодействия тока в проводниках ротора с вращающимся магнитным полем статора возникает вращающий момент, который приводит ротор в движение и через вал передаётся нагрузочному механизму. Ротор асинхронного двигателя всегда вращается несколько медленнее поля статора (т. е. вращения не синхронны). При вращении с одинаковой частотой вращающееся магнитное иоле не будет изменяться по отношению к проводникам ротора, в них перестанет наводиться эдс, исчезнут ток и вращающий момент, и, как следствие, ротор остановится.

АСИНХРОННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

В однофазном двигателе для его пуска — создания вращающегося магнитного поля — на статоре предусмотрена вторая обмотка, ось которой сдвинута пространственно относительно оси основной обмотки (смотри Конденсаторный асинхронный двигатель). Асинхронные двигатели выпускаются сериями на различные мощности и частоты вращения: трёхфазные - от десятков ватт до десятков мегаватт, однофазные - от долей до сотен ватт; конструктивное исполнение двигателей зависит от их назначения и условий работы. Они широко используются во всех областях техники, сельском хозяйстве и быту, являясь основными потребителями электрической энергии.

Асинхронному генератору для возбуждения вращающегося магнитного поля необходима реактивная мощность, которая забирается из электрической сети, если он работает параллельно с сетью, или от другого источника (например, конденсатора), если генератор работает в автономной системе. Ротор асинхронного генератора вращается приводным двигателем в том же направлении, что и магнитное поле, но с большей частотой. К недостаткам такого генератора относится необходимость в источнике реактивной мощности и трудность регулирования его выходного напряжения. Асинхронные генераторы небольшой мощности применяются для автономного электроснабжения подвижных объектов, как аварийные источники электроэнергии, в ветроустановках, малых ГЭС и так далее.

При вращении ротора против направления вращения поля асинхронная электрическая машина может работать как электромагнитный тормоз.

Лит.: Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общей редакцией И. П. Копылова, Б. К. Клокова. М., 1988-1989.

В. Я. Беспалов.

p

Связанные статьи