Асинхронный электродвигатель

Определение "Асинхронный электродвигатель" в Большой Советской Энциклопедии

Асинхронный электродвигатель в разобранном виде

Асинхронный электродвигатель, электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы Асинхронный электродвигатель основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля (см. Вращающееся магнитное поле), возникающего при прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n₁ .Т. о., ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю.

Впервые явление, названное магнетизмом вращения, продемонстрировал французский физик Д. Ф. Араго (1824). Он показал, что укрепленный на вертикальной оси медный диск начинает вращаться, если вращать над ним постоянный магнит. Спустя 55 лет, 28 июня 1879, английский учёный У. Бейли получил вращение магнитного поля поочерёдным подключением обмоток 4 стержневых электромагнитов к источнику постоянного тока. В работах М. Депре (Франция, 1880—1883), И. Томсона (США, 1887) и др. описываются устройства, основанные также на свойствах вращающегося магнитного поля. Однако строгое научное изложение сущности этого явления впервые, практически одновременно и независимо друг от друга, было дано в 1888 итальянским физиком Г. Феррарисом и хорватским инженером и учёным Н. Тесла.

  Двухфазный Асинхронный электродвигатель был изобретён Н. Тесла в 1887 (английский патент № 6481), публичное сообщение об этом изобретении он сделал в 1888. Распространения этот тип Асинхронный электродвигатель не получил главным образом из-за плохих пусковых характеристик. В 1889 М. О. Доливо-Добровольский испытал сконструированный им первый в мире трёхфазный Асинхронный электродвигатель, в котором применил ротор типа «беличье колесо» (германский патент № 51083), а обмотку статора разместил в пазах по всей окружности статора. В 1890 Доливо-Добровольский изобрёл фазный ротор с кольцами и пусковыми устройствами (патенты английский № 20425 и германский № 75361). Через 2 года им же была предложена конструкция ротора, названная «двойной беличьей клеткой», которую, однако, стали широко применять только с 1898 благодаря работам французского инженера П. Бушеро, представившего Асинхронный электродвигатель с таким ротором, как двигатель со специальными пусковыми характеристиками.
Конструктивное оформление Асинхронный электродвигатель, их мощность и габариты зависят от назначения и условий работы.

Например, двигатели с воздушным и водяным охлаждением (общего применения); герметичные, маслонаполненные (для электробуров) и взрывобезопасные (для работы в шахтах, взрывоопасных помещениях и др.); пыле-, брызгозащищённые (для применения в морских условиях и тропическом климате) и т. д. Некоторые виды Асинхронный электродвигатель (например, шаговые, для следящих систем, схем автоматики и телемеханики, со ступенчатой регулировкой скорости и пр.) разрабатываются и выпускаются комплектно с блоками управления и пускозащитной аппаратурой, с встроенными редукторами. Трёхфазные Асинхронный электродвигатель сравнительно с однофазными обладают лучшими пусковыми и рабочими характеристиками. Основные конструктивные элементы Асинхронный электродвигатель: статор — неподвижная часть (рис., а) и ротор — вращающаяся часть (рис., б, в). В соответствии со способом выполнения роторной обмотки Асинхронный электродвигатель делятся на двигатели с контактными кольцами и короткозамкнутые. Воздушный зазор между статором и ротором у Асинхронный электродвигатель делается по возможности малым (до 0,25 мм). Частота вращения ротора Асинхронный электродвигатель зависит от частоты вращения магнитного поля статора и определяется частотой питающего тока и числом пар полюсов двигателя.

При пуске Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором возникает пусковой ток, сила которого превышает силу номинального тока в 4—7 раз. Поэтому прямое включение в сеть применяется только для двигателей мощностью до 200 квт. Более мощные Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором включают сперва на пониженное напряжение, чтобы сила пускового тока снизилась в 3—4 раза. С этой же целью применяют пуск Асинхронный электродвигатель через автотрансформатор, включенный на время пуска последовательно с обмоткой статора. Силу пускового тока двигателей с фазным ротором ограничивают пусковым сопротивлением в цепи ротора, которое в процессе разбега ротора постепенно уменьшают. После запуска Асинхронный электродвигатель обмотку ротора замыкают накоротко. Для уменьшения потерь на трение и износа щёток их обычно поднимают щёткоподъёмным приспособлением, которое перед этим замыкает накоротко обмотку ротора через кольца.

Частоту вращения Асинхронный электродвигатель регулируют в основном изменением числа пар полюсов, сопротивления, включенного в цепь ротора, изменением частоты питающего тока, а также каскадным включением нескольких машин. Направление вращения Асинхронный электродвигатель изменяют переключением любых двух фаз обмотки статора.

Асинхронный электродвигатель благодаря простоте в производстве и надёжности в эксплуатации широко применяют в электрическом приводе. Основные недостатки Асинхронный электродвигатель — ограниченный диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности в режиме малых нагрузок. Создание регулируемых статических полупроводниковых преобразователей частоты существенно расширяет область применения Асинхронный электродвигатель в автоматических регулируемых электроприводах (см. Электропривод, Электропривод автоматизированный).
 
  Лит.: Веселовский О. Н., Михаил Осипович Доливо-Добровольский, М.—Л., 1958; Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, ч. 1—2, М.—Л., 1958,
  М. Г. Чиликин.