Асинхронний електродвигун: конструкція та принцип роботи

Напевно всі знають, що таке асинхронний електродвигун. А хтось навіть може назвати області його застосування. Варто зауважити, що саме ця електрична машина на даний момент найбільш поширена у промисловості. Близько 96% всіх електродвигунів, які застосовуються на фабриках і заводах, саме асинхронні. Причин для цього декілька, але серед основних – це те, що у них проста конструкція, їх ремонт виконати легко, а також у них високий ККД. Але є і недолік – необхідно живити від трифазної мережі. Правда, на заводах це не є проблемою.

Конструкція асинхронного двигуна

Основа – це статор, який виготовлений з безлічі тонких пластин із спеціального сорту сталі. Ці пластини всі однакові і зібрані таким чином, що всі прорізи збігаються. Завдяки цьому можна провести намотування дроту, який при роботі генерує магнітне поле. Про те, які вимоги пред'являються до обмотці, буде розказано нижче. По обидві боку статора розташовуються кришки. Виконані вони можуть бути з різного металу – як з алюмінію, так і з чорного. Залежить все від конкретної моделі електродвигуна. Всі без винятку асинхронники мають в кришках підшипники. Вони забезпечують безперешкодне обертання ротора. А ось про останню варто розповісти більш детально, так як він є ключовою особливістю електродвигуна. Ротор в асинхронних машинах короткозамкнений. Якщо простіше сказати, то в ньому є кілька витків дуже товстого дроту, кінці якої з'єднані. Цей принцип дозволяє магнітного поля, створюваного статором, почати обертання ротора. Таке явище було помічено досить давно – перший асинхронний електродвигун був виготовлений в середині 19 століття.

Статорна обмотка двигуна

Вона служить для створення магнітного поля. По суті, статор має три обмотки – по числу фаз живлячої мережі. Найбільше поширення має електродвигун асинхронний трифазний, так як його параметри ідеально підходять для будь-якого приводу. Недолік обмотки – вона може вийти з ладу, а говорячи простою мовою, згоріти. Щоправда, відбувається це при перегріві або перевищенні допустимого навантаження на валу. Щоб уникнути перевищення температури, потрібно стежити за тим, щоб на задній частині встановлювалася крильчатка, яка дозволяє здійснювати обдув повітрям. Поверх неї обов'язково монтується захисний кожух, який запобігає попаданню сторонніх предметів, а також убезпечить користування двигуном. Здійснюється перевірка обмоток статора за допомогою приладу, званого мегомметр. Він дозволяє перевірити обмотку на наявність обриву і короткого замикання. Але якщо його немає в наявності, то цілком реально застосувати простий тестер. Знаючи еталонні характеристики асинхронних електродвигунів, а саме опір обмоток, можна визначити несправність. Та й користуватися електронним тестером набагато безпечніше.

Способи включення електродвигуна в мережу

Якщо електрична машина підключається до мережі, то допускається з'єднувати обмотки у дві схеми – в зірку і трикутник. У кожної з них є свої особливості. Щоб асинхронний електродвигун працював в нормальному режимі при живленні від трифазної напруги 380 Вольт, необхідно використовувати з'єднання зіркою. Схема трикутник використовується набагато рідше, вона необхідна для підключення електродвигунів до деяких моделей частотних перетворювачів, а також при живленні від 220 Вольт. При з'єднанні зіркою необхідно встановити перемички так, щоб вони розташовувалися паралельно осі ротора. Для з'єднання трикутником потрібно, щоб перемички були розташовані перпендикулярно до цієї осі. Для наочності подивіться на схему з'єднання. Крім того, щоб асинхронний електродвигун безпечно використовувати, потрібно застосовувати захист – автоматичні вимикачі. Їх потрібно вибирати, виходячи з потужності двигуна. Причому необхідно враховувати струм запуску. Для керування двигуном використовуються магнітні пускачі. Вони дозволяють здійснити підключення двох кнопок – запуску і зупинки. Більш складна конструкція з двох пускачів допоможе зробити реверс руху (змінити порядок підключення до обмоток фаз).

Характеристики асинхронников

Всі дані електричного двигуна наносяться на планку, яка кріпиться до корпусу статора. На ній вказується не тільки модель і емблема виробника, але і частота обертання, споживаний струм, напругу живлення, а іноді і схема включення. Отже, не виникне проблем з тим, як встановити та підключити електродвигун асинхронний трифазний. Характеристики його всі відомі, залишилося лише зіставити з реальним навантаженням. Потрібно уважно стежити за тим, щоб потужність двигуна була порівнянна з тією, яка необхідна для роботи конкретного механізму. В іншому випадку вихід з ладу обмоток неминучий. На щастя, ця процедура займає небагато часу (за умови наявності всіх інструментів і пристосувань). Але потрібно використовувати мідний провід, переріз якого точно таке ж, яке було раніше. Для перевірки того, як працює електродвигун на механізмі, потрібно скористатися вимірювальними кліщами. З їх допомогою ви можете побачити, який струм споживає кожна фаза. Значення у всіх трьох повинно бути практично рівним. Якщо це не так, то обмотка вийшла з ладу.

Варто використовувати ПЧ?

Можна дати однозначну відповідь – не просто варто, а потрібно використовувати перетворювачі частоти, адже з його допомогою зможе працювати в ідеальному режимі електродвигун асинхронний трифазний. Характеристики частотника тільки слід підбирати, виходячи з потужності мотора. Якщо двигун має потужність 075 кВт, то ПЧ повинен забезпечувати роботу з запасом – встановіть краще 15 кВт, надійність буде вище. Правда, вартість такого приладу значно більше. За допомогою перетворювачів частоти можна змінювати безліч параметрів приводу, плюс до всього, він є додатковим захистом. Навіть використовувати в однофазної мережі вийде асинхронний двигун. Існують моделі ПЧ, які включаються в таку мережу, але на виході у них три фази, які необхідні для роботи двигуна.