Асинхронный двигатель переменного тока

1. Что такое асинхронный двигатель переменного тока?

Асинхронный двигатель переменного тока — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую с помощью переменного тока и принципа электромагнитной индукции. Его важнейшей особенностью является отсутствие постоянных магнитов, щёток и коллекторов, которые являются физически контактными компонентами. Благодаря этому он отличается простотой конструкции, длительным сроком службы и низкими затратами на обслуживание.

2. Принцип работы

В настоящее время на рынке представлены однофазные и трёхфазные асинхронные двигатели переменного тока. Ниже приводится описание принципа их работы:

Однофазные асинхронные двигатели переменного тока состоят из статора и ротора. При подключении обмотки статора к однофазному источнику переменного тока она создает пульсирующее (а не вращающееся) магнитное поле. Поскольку однофазный ток не может напрямую создавать вращающееся магнитное поле, двигателю требуются дополнительные устройства (например, пусковой конденсатор или обмотка с расщепленной фазой) для создания разности фаз при пуске, что приводит к образованию эквивалентного вращающегося магнитного поля. Это магнитное поле индуцирует вихревые токи в стержнях ротора, взаимодействие которых с магнитным полем создает крутящий момент, приводящий ротор во вращение. После пуска центробежный выключатель может отключить вспомогательную обмотку, и двигатель продолжит работать исключительно на основной обмотке.

Трёхфазные асинхронные двигатели переменного тока имеют обмотки статора, состоящие из трёх наборов пространственно-симметричных катушек (разнесённых на 120°). При подключении к трёхфазному источнику переменного тока разность фаз трёхфазных токов создаёт в статоре непрерывно вращающееся магнитное поле. Ротор обычно имеет конструкцию типа «беличья клетка», и его стержни, пересекаемые вращающимся магнитным полем, индуцируют токи, образуя магнитное поле ротора. Взаимодействие магнитных полей статора и ротора создаёт электромагнитный момент, заставляющий ротор следовать направлению вращающегося магнитного поля (со скоростью, несколько меньшей синхронной, известной как «скольжение»).

3. Характеристики продукта

Асинхронные двигатели переменного тока стали наиболее широко используемым типом двигателей во всем мире, прежде всего благодаря следующим преимуществам:

• Низкая стоимость: изготавливается из распространенных материалов (железо, медь, алюминий) и с использованием отработанных производственных процессов, что обеспечивает низкую себестоимость продукции.
• Прочный и долговечный: отсутствие износа щеток, подходит для использования в суровых условиях, таких как высокие температуры и пыль, длительный срок службы.
• Простота обслуживания: плановое обслуживание подразумевает только проверку подшипников и смазки, что позволяет снизить затраты на обслуживание.
• Гибкое управление скоростью: при использовании с преобразователем частоты скорость можно легко регулировать в соответствии с различными требованиями к нагрузке.

Примечание: Однофазные двигатели во время работы создают крутящий момент, противоположный направлению вращения, поэтому они не могут быстро изменить направление вращения. Чтобы изменить направление вращения, убедитесь, что двигатель полностью остановлен перед запуском.

4. Сценарии применения

Однофазные двигатели имеют простую конструкцию и низкую стоимость, но обеспечивают низкий пусковой крутящий момент, что делает их пригодными для применений с небольшой нагрузкой, таких как бытовая техника (например, вентиляторы, стиральные машины).

Трёхфазные двигатели не требуют дополнительных пусковых устройств и обладают способностью к самозапуску. Они работают плавно, обладают высоким КПД и крутящим моментом, что обеспечивает их широкое применение в промышленном оборудовании (например, в водяных насосах, компрессорах, станках).