Воскресенье 28 Февраль 2021 10:24

Как применяют асинхронный двигатель в промышленности

Асинхронный электродвигатель представляет собой устройство, работающее за счет переменного тока. Главная отличительная особенность – ротор крутится с частотой, которая не совпадает с частотой вращения, генерируемого в статоре магнитного поля. В наше время это одна из самых широко применяемых электрических машин, ее применяют практически повсюду.

История возникновения

 

Устройство было разработано в конце XIX века и открыло эру промышленного использования электрических машин. Принципиальную возможность создания таких двигателей описал в статье 1888 года исследователь Г. Феррарис, но согласно его расчетам устройство должно было обладать низким КПД. В том же году патент на двигатель получил Н. Тесла, который на практике доказал, что работа асинхронного двигателя осуществляется с крайне высоким КПД.

В 1889 Доливо-Добрвольский запатентовал трехфазную версию электромотора. Она отличалась применением ротора, относящегося к типу «беличье колесо». Именно этот тип конструкции в наше время получил наибольшее распространение, в том числе используется он и в теплотехнике. Заказать промышленное оборудование https://energo1.com/ можно здесь либо в любой другой компании с аналогичным ассортиментом.

Принцип действия

 

Само название мотора отражает принцип его функционирования. При подключении к электросети статор и ротор генерируют магнитные поля, которые вращаются с несовпадающими частотами. Частота ротора всегда ниже чем аналогичный параметр статора.

Для простейшей демонстрации того что такое асинхронный двигатель достаточно обычного магнита и медного диска. Если повращать магнит рядом с диском, тот в свою очередь тоже начнет вращение, но с некоторой задержкой. Вращающееся магнитное поле приводит к возбуждению в диске вихревых индукционных токов, которые вращаются по кругу. В результате вокруг диска создается собственное магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с полем магнита и заставляет диск вращаться.

Пошагово процесс работы такого мотора можно описать так:

  1. При запуске в статоре генерируется магнитное поле, его линии пересекают контур ротора и генерирует ЭДС.
  2. В роторе запускается переменный электроток.
  3. Магнитные поля взаимодействуют, что создает крутящий момент.
  4. Вращающийся ротор следует за статором, пытаясь «настичь» его поле.
  5. В момент совпадения частот вращения, проявления электромагнетизма в роторе исчезают, крутящий момент падает до нуля.
  6. Затем вышеописанный цикл повторяется.

Частота вращения напрямую зависит от частоты электросети и количества парных полюсов. Так как количество полюсов быстро изменить невозможно, для регуляции скорости работы используют преобразователь, который позволяет подавать на мотор ток с необходимым количеством колебаний.

Конструкция

 

Как устроен асинхронный двигатель зависит от конкретной разновидности мотора. Но любая его конфигурация обязательно содержит следующие детали:

  1. Ротор. В его пазах устанавливают стержни обмотки, они залиты специальным составом и находятся под давлением. С обеих сторон их накоротко замыкают кольца аналогичного материала. В результате ротор внешне напоминает клетку, поэтому такие двигатели относят к типу «беличье колесо».
  2. Статор. В нем обмотка лежит в полузакрытых пазах, выпиленных в шихтованном сердечнике. Она также залита смесью из синтетических смол. Шаг обмотки и количество секций в разных моделях отличается.
  3. Подшипниковые щиты. Защищают внутренней пространство мотора сзади и спереди. Производятся обычно из алюминия, стали либо чугуна.
  4. Вал ротора. Представляет собой стальной стержень, на который насажен пакет пластин ротора. Оба его конца проходят через подшипниковые щиты. На задний конец часто монтируют крыльчатку для охлаждения и различные дополнительные устройства (разнообразные датчики, тормоз).
  5. Крыльчатка. Служит для охлаждения, располагается в задней части вала. Для предотвращения повреждений и попадания мелких предметов часто закрывается специальным кожухом.

Также в конструкции присутствуют радиальные либо цилиндрические подшипники. В целом все важные части двигателя располагаются в специальном корпусе. Для маломощных двигателей его производят из алюминия, для мощных – из стали либо чугуна.

Области применения

Сфера использования асинхронных электромоторов крайне широка. Сейчас практически все электроприводы относятся к этому типу движителей. Их используют:

  • В тепло- и водоснабжении.
  • В системах кондиционирования.
  • В компрессорах.

Помимо промышленного применения, такие моторы используются в бытовой технике (пылесосы, миксеры). Особо сильно их значение выросло в связи с быстрым ростом популярности электромобилей, в которых также используются асинхронные движители.

Такое широкое распространение (более 90% выпускаемых электромоторов относятся к асинхронным) связано со следующими преимуществами:

  1. Дешевизна и простота изготовления.
  2. Высокий КПД.
  3. Надежность и длительный срок беспроблемной эксплуатации.
  4. Универсальность.

Кроме того, такие моторы можно подключать к сети даже без преобразователей (если нет необходимости регулировать частоту вращения). Даже беглый взгляд на асинхронный двигатель в разрезе покажет причину этих положительных качеств – полное отсутствие механических коммутаторов.

Резюме

Изобретенные более ста лет назад асинхронные электродвигатели стали одной из выдающихся вех в развитии и широком распространении электротехники, работающей от переменного тока. Благодаря сочетанию простоты, надежности и высокой эффективности они быстро нашли применение практически во всех сферах человеческой деятельности.

До сих пор такие моторы остаются наиболее эффективными из доступных человечеству преобразователей электрической энергии в механическую. Предпосылок для изменения этой ситуации нет, поэтому асинхронные машины и в дальнейшем будут распространены повсеместно.

ОПРОС: Квартира или дом - где лучше жить?

Посмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Статьи по теме:

Добавить комментарий


Оставить отзыв