Асинхронна машина

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Асинхронна машина

Асинхро́нна маши́на (грец. α — не і συγχρονος — одночасний) — електрична машина змінного струму, у якої швидкість обертання ротора не дорівнює швидкості обертання магнітного поля статора (асинхронна).

Розрізняють колекторні і безколекторні (індукційні), однофазні і багатофазні асинхронні машини.

Найчастіше застосовуються трифазні асинхронні машини, які працюють як електродвигуни, потужністю від частки вата до десятків тисяч кіловат.

Історія[ред.ред. код]

Першим хто створив асинхронний двигун був Нікола Тесла, який у Будапешті навесні 1882 р. вирішив проблему створення обертового магнітного поля за допомогою нерухомої багатофазної обмотки змінного струму, а в 1884 р. у Страсбурзі продемонстрував діючу модель свого двигуна.

Внесок у розвиток асинхронних двигунів зробив Галілео Ферраріс, який в 1885 р. в Італії побудував модель асинхронного двигуна потужністю 3 Вт. У 1888 р. він опублікував свої дослідження в статті для Королівської Академії Наук в Турині (в тому ж році, Тесла одержав патент США 381,968 від 01.05.1888 (US Patent 0381968 | заявка на винахід № 252132 від 12.10.1887), в якій виклав теоретичні основи асинхронного двигуна. Заслуга Ферраріса у тому, що, зробивши хибний висновок про невеликий к.к.д. асинхронного двигуна і про недоцільність застосування систем змінного струму, він привернув увагу багатьох інженерів до проблеми вдосконалення асинхронних машин. Стаття Галілео Ферраріс, опублікована в журналі «Атті ді Турині», була передрукована англійським журналом і була прочитана в липні 1888 р. випускником Дармштадтського Вищого технічного училища, вихідцем з Росії Михайлом Йосиповичем Доливо-Добровольським. Уже в 1889 р. Доливо-Добровольський отримав патент на трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором типу «біляча клітка», а в 1890 р. — патенти в Англії № 20425 та Німеччини № 75361 на трифазний асинхронний двигун з фазним ротором. Дані винаходи відкрили еру масового індустріального застосування електричних машин. В даний час асинхронний двигун є найпоширенішим електродвигуном.

Принцип дії[ред.ред. код]

Швидкість обертання ротора асинхронної машини завжди менша від швидкості обертового магнітного поля і визначається за формулою:

n={{f \cdot 60} \over p} {(1-S)},
де f \! — частота змінного струму джерела живлення, p \! — кількість пар полюсів первинної обмотки, S \! — ковзання ротора, f\cdot60/p — швидкість обертання магнітного поля.

При f = 50 Гц, ця швидкість може бути різною, наприклад, може дорівнювати 3000, 1500, або 1000 об/хв, залежно від кількості пар полюсів первинної обмотки (p = 1; p = 2; p = 3 і т. д.). Щоб досягти більшої швидкості обертання магнітного поля, первинну обмотку асинхронної машини живлять струмом підвищеної частоти (100—500 Гц). Швидкість обертання ротора асинхронної машини регулюють зміною частоти струму живлення, або зміною кількості пар полюсів первинної обмотки (ступінчасте регулювання), а також, зміною ковзання. Ковзання змінюють за допомогою активного опору, який вводять у вторинне коло асинхронної машини, каскадних схем, або способом зміни напруги, підведеної до первинної обмотки асинхронної машини.

Трифазну асинхронну машину, можна використовувати не тільки як асинхронний електродвигун, але й як генератор змінного струму, електромагнітне гальмо, перетворювач частоти, трансформатор з обертовим магнітним полем (див. Перетворювач частоти).

Застосування[ред.ред. код]

Застосування асинхронної машини як генератора дуже обмежене, оскільки треба мати джерело намагнічувального змінного струму, для утворення магнітного поля в машині. Крім того, важко регулювати напругу такого генератора. Асинхронні машини з живленням від однофазної мережі, широко застосовують у схемах автоматики і побутових приладах. Здебільшого, це двигуни малої потужності (мікродвигуни).

Особливістю однофазних асинхронних машин є наявність пускової обмотки, для утворення обертового магнітного поля під час пуску. Основні схеми їх такі:

  1. схема з підвищеним активним опором пускової обмотки;
  2. схема з увімкненою в коло пускової обмотки ємністю;
  3. схема з екрануючим короткозамкненим витком на полюсі.

Трифазні асинхронні машини, в порівнянні з однофазними, мають кращі пускові та робочі характеристики і вищі економічні показники.

Література[ред.ред. код]

  • Українська радянська енциклопедія. В 12-ти томах / За ред. М. Бажана. — 2-ге вид. — К.: Гол. редакція УРЕ, 1974-1985.
  • Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. — Москва; Львов, 1958. — Ч. 2.(рос.)
  • Постников И. М. Проектирование электрических машин. К., 1952.(рос.)

Посилання[ред.ред. код]