Принцип действия асинхронной машины

Асинхронные двигатели имеют простую конструкцию и надежны в эксплуатации. Обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора – вторичной.

Чтобы реверсировать трехфазный асинхронный двигатель (изменить направление вращения двигателя на противоположное), необходимо поменять местами две фазы, то есть поменять местами два любых линейных провода, подходящих к обмотке статора двигателя.

В зависимости от конструкции ротора асинхронные электродвигатели делятся на двигатели с короткозамкнутым ротором и фазным ротором.

Наиболее простым, дешевым и надежным является асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, но этот двигатель обладает некоторыми недостатками - малым усилием при трогании с места и большим пусковым током.

Неподвижная часть двигателя – статор – состоит из корпуса 11 и сердечника 10 с трехфазной обмоткой.

В корпусе расположен сердечник 10 статора, имеющий шихтованную конструкцию. В расточке статора расположена вращающая часть двигателя – ротор, состоящий из вала 1 и сердечника 9 с короткозамкнутой обмоткой. Вал ротора вращается в подшипниках качения 2 и 6, расположенных в подшипниковых щитах 3 и 7.

Охлаждение двигателя осуществляется методом обдува наружной оребрённой поверхности корпуса. Поток воздуха создается центробежным вентилятором 5, прикрытым кожухом 8. Монтаж двигателя в месте его установки осуществляется либо посредством лап 12 (рисунок 6.5), либо посредством фланца.

Рисунок 6.5. Асинхронный двигатель с

короткозамкнутым ротором

Обмотка короткозамкнутого ротора сделана из медных стержней, закладываемых в пазы ротора. Торцы стержней соединены при помощи медного кольца. Такая обмотка называется обмоткой типа «беличьей клетки». Медные стержни в пазах не изолируются. В некоторых двигателях «беличью клетку» заменяют литым ротором.

Короткозамкнутые асинхронные двигатели пускаются в ход двумя способами:

1) Непосредственным подключением трехфазного напряжения сети к статору двигателя. Этот способ самый простой и наиболее популярный.

2) Снижением напряжения, подводимого к обмоткам статора. Напряжение снижают, например, переключая обмотки статора со «звезды» на «треугольник».

Пуск двигателя в ход происходит при соединении обмоток статора «звездой», а когда ротор достигнет нормального числа оборотов, обмотки статора переключаются на соединение «треугольником».

Ток в подводящих проводах при этом способе пуска двигателя уменьшается в 3 раза по сравнению с тем током, который возник бы при пуске двигателя прямым включением в сеть с обмотками статора, соединенными «треугольником». Однако этот способ пригоден лишь в том случае, если статор рассчитан для нормальной работы при соединении его обмоток «треугольником».

Недостатки короткозамкнутого ротора в значительной мере устраняются применением фазного ротора, но применение такого ротора значительно удорожает двигатель и требует пускового реостата.

Фазный ротор имеет трехфазную обмотку (для трехфазного двигателя). Концы фаз соединены в общий узел, а начала выведены к трем контактным кольцам, размещенным на валу. На кольца накладывают неподвижные контактные щетки. К щеткам подключают пусковой реостат. После пуска двигателя сопротивление пускового реостата плавно уменьшают до нуля.

Асинхронный двигатель с фазным ротором (рис. 6.6) (с контактными кольцами) применяется обычно в электродвигателях большой мощности и в тех случаях; когда необходимо, чтобы электродвигатель создавал большое усилие при трогании с места.

Статор этого двигателя состоит из корпуса 3 и сердечника 4 с трехфазной обмоткой. У него имеются подшипниковые щиты 2 и 6 с подшипниками качения 1 и 7. К корпусу 3 прикреплены лапы 10 и коробка выводов 9. Однако ротор имеет более сложную конструкцию. На валу 8 закреплен шихтованный сердечник 5 с трехфазной обмоткой, выполненной аналогично обмотке статора. Эту обмотку соединяют звездой, а её концы присоединяют к трем контактным кольцам 11, расположенным на валу и изолированных друг от друга и от вала.

Рисунок 6.6.Асинхронный двигатель

с фазным ротором