Асинхронний електродвигун
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Асинхронний електродвигун

Асинхронний електродвигун, електрична асинхронна машина для перетворення електричної енергії в механічну. Принцип роботи А. е. заснований на взаємодії магнітного поля (див. Магнітне поле, що обертається ) , що обертається, трифазного змінного струму, що виникає при проходженні, по обмоткам статора із струмом, індукованим полем статора в обмотках ротора, внаслідок чого виникають механічні зусилля, що заставляють ротор обертатися у бік обертання магнітного поля за умови, що частота обертання ротора n менше частоти обертання поля n 1 .Т. о., ротор здійснює асинхронне обертання по відношенню до поля.

  Вперше явище назване магнетизмом обертання, продемонстрував французький фізик Д. Ф. Араго (1824). Він показав, що укріплений на вертикальній осі мідний диск починає обертатися, якщо обертати над ним постійний магніт. Через 55 років, 28 червня 1879, англійський учений У. Бейлі отримав обертання магнітного поля почерговим підключенням обмоток 4 стрижньових електромагнітів до джерела постійного струму. У роботах М. Депре (Франція, 1880—1883), І. Томсона (США, 1887) і ін. описуються пристрої, засновані також на властивостях магнітного поля, що обертається. Проте строгий науковий виклад суті цього явища вперше, практично одночасно і незалежно один від одного, було дано в 1888 італійським фізиком Г. Феррарісом і хорватським інженером і ученим Н. Тесла .

  Двофазний А. е. був винайдений Н. Тесла в 1887 (англійський патент № 6481), публічне повідомлення про цей винахід він зробив в 1888. Поширення цей тип А. е. не отримав головним чином із-за поганих пускових характеристик. У 1889 М. О. Доліво-Добровольський випробував сконструйований їм перший в світі трифазний А. е., у якому застосував ротор типа «біляче колесо» (німецький патент № 51083), а обмотку статора розмістив в пазах по всьому колу статора. У 1890 Доліво-Добровольський винайшов фазний ротор з кільцями і пусковими пристроями (патенти англійський № 20425 і німецький № 75361). Через 2 роки їм же була запропонована конструкція ротора, названа «подвійною білячою кліткою», яку, проте, стали широко застосовувати лише з 1898 завдяки роботам французького інженера П. Бушеро, що представив А. е. з таким ротором, як двигун із спеціальними пусковими характеристиками.

  Конструктивне оформлення А. е., їх потужність і габарити залежать від призначення і умов роботи.

  Наприклад, двигуни з повітряним і водяним охолоджуванням (загального вживання); герметичні, маслонаповнені (для електробурів) і вибухобезпечні (для роботи в шахтах, вибухонебезпечних приміщеннях і ін.); пиле-, бризкоозахищені (для вживання в морських умовах і тропічному кліматі) і так далі Деякі види А. е. (наприклад, крокові, для стежачих систем, схем автоматики і телемеханіки, із ступінчастим регулюванням швидкості і ін.) розробляються і випускаються комплектно з блоками управління і пускозахисною апаратурою, з вбудованими редукторами. Трифазні А. е. порівняно до однофазнимі володіють кращими пусковими і робочими характеристиками. Основні конструктивні елементи А. е.: статор — нерухома частина ( мал. , а) і ротор — частина ( мал. , би, в) , що обертається . Відповідно до способу виконання роторної обмотки А. е. діляться на двигуни з контактними кільцями і короткозамкнуті. Повітряний зазор між статором і ротором у А. е. робиться по можливості малим (до 0,25 мм ) . Частота обертання ротора А. е. залежить від частоти обертання магнітного поля статора і визначається частотою живлячого струму і числом пар полюсів двигуна.

  При пуску А. е. з короткозамкнутим ротором виникає пусковий струм, сила якого перевищує силу номінального струму в 4—7 разів. Тому пряме включення в мережу застосовується лише для двигунів потужністю до 200 квт. потужніші А. е. з короткозамкнутим ротором включають спершу на знижену напругу, щоб сила пускового струму знизилася в 3—4 рази. З цією ж метою застосовують пуск А. е. через автотрансформатор, включений на час пуску послідовно з обмоткою статора. Силу пускового струму двигунів з фазним ротором обмежують пусковим опором в ланцюзі ротора, яке в процесі розгону ротора поступово зменшують. Після запуску А. е. обмотку ротора замикають накоротко. Для зменшення втрат на тертя і зносу щіток їх зазвичай піднімають щеткопод'емним пристосуванням, яке перед цим замикає накоротко обмотку ротора через кільця.

  Частоту обертання А. е. регулюють в основному зміною числа пар полюсів, опору, включеного в ланцюг ротора, зміною частоти живлячого струму, а також каскадним включенням декількох машин. Напрям обертання А. е. змінюють перемиканням будь-яких двох фаз обмотки статора.

  А. е. завдяки простоті у виробництві і надійності в експлуатації широко застосовують в електричному приводі. Основні недоліки А. е. — обмежений діапазон регулювання частоти обертання і значний вжиток реактивної потужності в режимі малих навантажень. Створення регульованих статичних напівпровідникові перетворювачі частоти істотно розширює сфера застосування А. е. у автоматичних регульованих електроприводах (див. Електропривод, Електропривод автоматизований ) .

 

  Літ.: Веселовський О. Н., Михайло Осиповіч Доліво-Добровольський, М-код.—Л., 1958; Костенко М. П., Піотровський Л. М., Електричні машини, ч. 1—2, М-код.—Л., 1958,

  М. Р. Чилікин.

Асинхронний електродвигун в розібраному вигляді: а — статор; би — ротор в короткозамкнутого виконання; у — ротор у фазового виконання; 1 — станина; 2 — сердечник з штампованих сталевих листів; 3 — обмотка; 4 — вал; 5 — контактні кільця.