Конструктивные особенности асинхронного двигателя
Асинхронный электродвигатель обладает неподвижной частью — статором, на котором располагается обмотка, создающая вращающееся магнитное поле. Также есть здесь и подвижная часть в виде ротора, на котором появляется электромагнитный момент, приводящий во вращение сам ротор вместе с исполнительным механизмом. Что касается сердечников статора и ротора, то они обычно делаются из изолированных листов электротехнической стали. При этом в качестве изоляции листов статора выступает лаковая пленка, а листы ротора изолирует окалина, которую создают во время прокатки. Листы статора и ротора обладают пазами, в которых находятся обмотки соответствующих деталей. Короткозамкнутая обмотка ротора, как правило, производится литьем из алюминиевого сплава.
Как работает асинхронный двигатель?
Принцип работы асинхронного двигателя заключается в том, что при подключении обмотки статора к сети появляется синусоидально распределенное вращающееся магнитное поле. Последнее, в свою очередь, индуцирует в обмотках статора и ротора электродвижущую силу, под действием которой по роторным проводникам проходит электрический ток. Суммарная сила, которая прикладывается ко всем проводникам ротора, создает электромагнитный момент — он как раз и увлекает ротор за вращающимся магнитным полем. В том случае, если этот момент достаточно длителен, то ротор начинает вращаться. По своей конструкции асинхронные двигатели могут обладать фазным ротором (с контактными кольцами) и с короткозамкнутым ротором. Такие двигатели обладают одинаковой конструкцией статора и отличаются устройством ротора. Что касается пусковых свойств данных видов двигателей, то они отличаются друг от друга.
Регулирование скорости вращения и плавный пуск двигателя
Иногда может потребоваться регулировка скорости вращения асинхронного электродвигателя — это необходимо ввиду разных причин:
- для изменения воздушного расхода в системе вентиляции;
- для регулировки производительности насосов;
- для того чтобы изменить скорость движущихся деталей, что может потребоваться в станках и конвейерах.
В различных вентиляционных системах это дает возможность сохранить электроэнергию и понизить уровень акустического шума установки.
Существует несколько способов регулирования скорости асинхронных электродвигателей. В частности, это такие варианты, как изменение рабочего напряжения и изменение частоты питающего напряжения. В первом случае регулировка может осуществляться с помощью автотрансформатора — обычного трансформатора, только имеющего одну обмотку и отводы от части витков. Такой регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя не имеет гальванической сети, но она здесь как раз не нужна, в результате чего получается существенная экономия ввиду отсутствия вторичной обмотки. Если говорить о втором способе регулировки скорости, то он осуществляется за счет введения резисторов в роторную цепь. Благодаря этому у двигателя увеличиваются потери мощности и, соответственно, снижается частота вращения ротора из-за увеличения скольжения.
В процессе выбора и использования данных агрегатов может возникнуть вопрос о том, как совершить плавный пуск асинхронного электродвигателя — к счастью, в этом сейчас нет проблемы, так как существуют специальные устройства плавного пуска — софтстартеры, благодаря которым можно успешно регулировать напряжение на зажимах двигателя. В результате такой возможности можно контролировать торможение двигателя, запускать его при увеличенной нагрузке и экономить электроэнергию при установленном режиме.