Асинхронна машина

Асинхронна машина – являє собою електричну машину змінного струму, у якої частота обертання ротора НЕ прирівнюється (слід врахувати, що в руховому режим роботи трохи менше) частоті обертання електромагнітного поля, яке створюється струмом мідної обмотки статора. Асинхронні машини – є досить поширеними електричними машинами. Як правило, вони широко застосовуються в ролі електричних двигунів і служать основними перетворювачами електрики (енергія електрична) в механічну енергію.

Тепер пару слів про безпосереднє принципі дії асинхронних машин. При роботі асинхронного двигуна на мідну обмотку статора надходить напруга, під дією якого за даними обмоток починає текти електричний струм, тим самим створюючи обертове магнітне поле. Дане магнітне поле, в свою чергу, діє на струмопровідні стрижні ротора електродвигуна і за законом електромагнітної індукції наводить в них електрорушійну силу (ЕРС).

У струмопровідних стрижнях ротора асинхронного двигуна під впливом наводимой електрорушійної сили з’являється електричний струм. Токи в струмопровідних стрижнях ротора електродвигуна створюють своє магнітне поле стрижнів, що починає взаємодіяти з обертовим електромагнітним полем статора. У підсумку на кожен такий стрижень впливає певна сила, що підсумовуючись по колу, створює певний обертається магнітний момент ротора асинхронного двигуна.

Давайте подивимося, які режими роботи існують у асинхронних машин.

1) режим двигуна
2) генераторний режим (рекуперація електричної енергії в мережу)
3) режим електромагнітного гальма (або режим противовключения)

1) Режим двигуна. Якщо ротор електричної машини нерухомий або ж частота його обертання трохи менше синхронної, то обертається електромагнітне поле перетинає електричний провідники мідної обмотки ротора і тим самим індукує в них електрорушійну силу, під впливом якої по мідній обмотці ротора електродвигуна тече струм. На електричні провідники зі струмом даної обмотки, що знаходиться в електромагнітному полі мідної обмотки збудження, впливають магнітні сили певної величини. Їх загальне зусилля породжує магнітний момент, що обертає, що тягне ротор за електромагнітним полем.

Якщо даний момент відносно великий, то ротор асинхронної машини приходить в динамічне обертання, і його середня робоча частота обертання відповідає рівності наявного магнітного моменту гальмівного, що створюється механічним навантаженням на валу електродвигуна, механічними силами вентиляції, тертя в підшипниках і т.д. Частота обертання ротора асинхронної машини не може відповідати частоті обертання електромагнітного поля, оскільки в такому випадку кутова швидкість обертання електромагнітного поля щодо струмопровідної обмотки ротора прирівняється нулю, електромагнітне поле не буде в цьому випадку індукувати в наявній обмотці ротора електрорушійну силу і створювати крутний момент.

2) Генераторний режим роботи асинхронного двигуна (асинхронної машини). Якщо ротор асинхронної машини розігнати за допомогою зовнішнього джерела руху (ще одним двигуном) до частоти обертання, більшої частоти електромагнітного поля, то зміниться напрямок електрорушійної сили в обмотці ротора. З цього моменту асинхронна машина почне працювати в режимі генератора. В даному випадку вона змінить свій напрямок і магнітний момент, що вже стане гальмівним.

Для роботи асинхронного двигуна в генераторному режимі необхідне додаткове джерело електричної реактивної потужності, який буде створювати потік збудження. У разі відсутності початкового електромагнітного поля в обмотці статора асинхронної машини потік збудження роблять за допомогою постійних магнітів, або ж при активної електричної навантаженні за рахунок залишкової магнітної індукції електричної машини і додаткових конденсаторів, які підключаються паралельно до обмотки статора.

3) Режим електромагнітного гальма в роботі асинхронних двигунів. Якщо поміняти напрям магнітного поля або обертання ротора таким чином, щоб вони почали обертатися в протилежних напрямках, то електрорушійна сила і активна складова електричного струму в обмотці ротора асинхронної машини будуть спрямовані так само, як в руховому режимі своєї роботи, і асинхронна машина буде споживати з електромережі активну потужність. Хоча магнітний момент буде спрямований назад моменту навантаження, будучи гальмуючим режимом.

Посилання на основну публікацію