Асинхронный двигательАсинхронный двигатель — самый распространенный электрический мотор в мире. Около 90% всех выпускаемых двигателей, преобразующих электромагнитную энергию в механическую, приходится именно на этот вид электродвигателя.

Из-за своей дешевизны, удобства в эксплуатации, надежности он получил широкое распространение во многих областях: сельском хозяйстве, металлообрабатывающей и деревообрабатывающей отраслях. Используется также в бытовых приборах и ручном электроинструменте.

Разработкой и внедрением в эксплуатацию асинхронного электромотора занимался великий русский ученый инженер-физик М. О. Доливо-Добровольский. Именно он своим изобретением совершил промышленный переворот в мировом масштабе.

Принцип работы и устройство асинхронного электродвигателя довольно просты. Остановимся более подробно на том, как же устроен и работает электромотор.

Устройство асинхронного электродвигателя

Асинхронный индукционный электродвигатель включает в себя две главные части:

  1. Неподвижная часть — статор.
  2. Вращающаяся часть — ротор.

Статор: неподвижная составляющая

Асинхронные трехфазные электродвигатели описаниеСтатор, в свою очередь, состоит из металлического корпуса, сердечника, обмотки и подшипниковых щитов. Корпус (станину) для двигателей малой мощности изготавливают из алюминиевых сплавов, для более мощных моторов отливают из стали либо чугуна. Во избежание перегрева корпус имеет ребристую поверхность. А также там расположена клеммная колодка, в которую выведены концы обмоток статора. Сам корпус закрыт крышкой.

Читайте также:  Сборка токарного станка по металлу своими руками

Сердечник статора набран из пластин, изготовленных из специальной электротехнической стали, которые обязательно должны быть изолированы между собой. Для повышения КПД они покрываются слоем специального лака. Сердечник закрепляется в станине.

Обмотка статора намотана из специальной изолированной медной проволоки (реже алюминиевой) и уложена в пазах сердечника. Подшипниковые щиты закрывают внутренний объем электродвигателя. В них располагаются подшипники, в которых вращается вал ротора.

Вращающаяся часть — ротор

Ротор бывает короткозамкнутый и фазный. В короткозамкнутом обмотку образует залитый в расплавленном состоянии в пазы и застывший там алюминий. Одновременно выливаются замыкающие кольца и вентиляционные лопатки (если такие лопатки не были отлиты, тогда изготавливается отдельный вентилятор, закрепленный на валу подвижной части). Такая же обмотка может быть выполнена из запрессованных в пазы медных стержней прямоугольной формы без изоляции на короткозамкнутых с торцов медными кольцами.

Асинхронный двигатель: принцип работыВнешне конструкция подвижной части мотора с расположенными в нем стержнями напоминает беличью клетку или колесо, поэтому двигатель и носит соответствующее название в практике. Это означает двигатель, работающий по принципу «беличьей клетки».

У электродвигателей же с фазным ротором, как и в статоре, в пазы уложена трехфазная обмотка. Края этой обмотки припаяны к трем контактным кольцам, наглухо закрепленным на валу и изолированным как между собой, так и от самого вала.

Читайте также:  Ремонт редуктора мотоблоков своими руками

Принцип работы

Назначение основных частей электродвигателя заключается в следующем:

  • Почему вращается ротор?При подключении обмотки статора к сети появляется вращающееся поле, магнитные линии которого пересекают стержневую обмотку ротора.
  • В обмотке ротора индуктируется электродвижущая сила, под действием которой в стержнях ротора, замкнутых накоротко, образуется ток.
  • Образовавшийся ток создает вокруг стержней обмотки подвижной части магнитные потоки, составляющие общее магнитное поле.
  • В процессе взаимосвязи магнитного поля ротора с вращающимся магнитным полем статора создается напряжение, принуждающее ротор вращаться в том же направлении, в котором вращается магнитное поле статора.

С ростом скорости вращения ротора индуктируемые в его обмотке токи падают и, следовательно, делается слабее взаимодействие магнитных полей ротора и статора. И наоборот, по мере увеличения нагрузки на двигатель понижается скорость вращения ротора, соответственно, увеличиваются индуктируемые в его обмотке токи, вращающий момент возрастает.

Подшипники обеспечивают легкость вращения ротора и сохранение центрального положения последнего в расточке статора. В этом и заключается весь принцип работы асинхронного двигателя.

Достоинства и недостатки

Основной принцип работы асинхронного двигателяК преимуществам асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором необходимо отнести то, что они очень просты в обслуживании, так как не имеют каких-либо подвижных контактов, в них нет щеток, которые постоянно изнашиваются и требуют частой замены. Это же указывает на недостаток двигателей с фазным ротором. Благодаря простоте изготовления, высокой надежности и относительной дешевизне область применения электродвигателей с короткозамкнутым ротором очень широка.

Читайте также:  Ветрогенератор: принцип работы, типы, изготовление своими руками

Также к преимуществам такого типа двигателей относится и то, что при подключении к сети не требуется каких-либо внешних преобразующих устройств. Так, можно включить в однофазную сеть любой трехфазный двигатель. Для этого потребуется лишь пусковой конденсатор. Включение в зависимости от назначения происходит по принципу «звезды» либо «треугольника».

Основным недостатком асинхронного электромотора является то, что если требуется большая мощность при малых оборотах двигателя или регулировка оборотов, то более приемлемы асинхронные индукционные двигатели с фазным ротором. Такие двигатели часто применяются в изготовлении бытовой техники и электроники, ручного электроинструмента.

Устройством и принципом действия асинхронного двигателя можно поинтересоваться не только на российских сайтах, посвященных электротехнике, но и на сайтах других стран, например, Украины. Достаточно ввести в поисковой запрос «Принцип роботи асинхронного двигуна», и вы получите исчерпывающий ответ на свои вопросы.