Принцип действия асинхронного электродвигателя

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и индуцированных токов в роторе. 

Это краткий ответ на вопрос "Принцип действия асинхронного электродвигателя" в рамках вопросов для электромехаников и электрокадетов при прохождении собеседований в крюингах. В конце статьи есть ссылка на более подробный ответ.

Рассмотрим основные этапы работы этого типа электродвигателя:

1. Подача напряжения на статор:

   • При подаче переменного напряжения на обмотки статора в нем создается вращающееся магнитное поле. Это поле вращается с синхронной скоростью, которая определяется частотой питающего напряжения и числом пар полюсов обмотки статора.

2. Индукция токов в роторе:

   • Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники ротора, индуцируя в них ЭДС (электродвижущую силу). Если ротор неподвижен или его скорость отличается от скорости вращающегося поля, в его проводниках возникают токи (токи Фуко).

3. Создание магнитного поля в роторе:

   • Индуцированные токи в роторе создают собственное магнитное поле. Это поле взаимодействует с вращающимся полем статора.

4. Взаимодействие магнитных полей:

   • Взаимодействие магнитного поля ротора с вращающимся полем статора вызывает возникновение электромагнитного момента, который приводит ротор в движение. Ротор начинает вращаться в направлении вращения поля статора.

5. Разница в скоростях вращения (скольжение):

   • Ротор никогда не достигает синхронной скорости вращения статора. Разница между синхронной скоростью поля статора и скоростью вращения ротора называется скольжением. Это скольжение необходимо для того, чтобы в роторе продолжала индуцироваться ЭДС и, следовательно, протекали токи, необходимые для создания крутящего момента.

Таким образом, асинхронный электродвигатель работает благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля статора с индуцированными токами в роторе, что создает вращательное движение. Основное преимущество такого двигателя заключается в его простоте, надежности и низкой стоимости обслуживания.

Что такое скольжение?

Скольжение  — это разница между скоростью вращения вращающегося магнитного поля (статора) и скоростью вращения ротора.

Синхронная скорость (Ns): Это скорость вращения магнитного поля, создаваемого статором, и определяется частотой питающего напряжения и числом пар полюсов статора. Формула для синхронной скорости:

где 𝑓- частота питающего напряжения в герцах, 𝑃 - количество пар полюсов статора.

Фактическая скорость ротора (Nr): Это реальная скорость вращения ротора.

Скольжение (S): Это относительная разница между синхронной скоростью и скоростью ротора, выраженная в процентах или в долях:

где 𝑁𝑠 - синхронная скорость, 𝑁𝑟 - фактическая скорость ротора.

Скольжение является важным параметром для работы асинхронного электродвигателя, поскольку оно определяет величину индуцируемой в роторе электродвижущей силы (ЭДС), а следовательно, и токов, необходимых для создания крутящего момента. В условиях номинальной работы асинхронный двигатель обычно имеет небольшое скольжение (обычно в пределах 0.5% - 5%), что обеспечивает оптимальную работу в заданном диапазоне нагрузок.

Внимание! Это краткий ответ на вопрос "Принцип действия асинхронного электродвигателя" в рамках вопросов для электромехаников и электрокадетов при прохождении собеседований в крюингах. Более подробный ответ читайте в статье: "Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей".