Асинхронный двигатель

Асинхронные электродвигатели состоят из двух частей: неподвижной — статора и вращающейся — ротора. Сердечник статора, представляющий собой полый цилиндр, набирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,5-0,35 мм. Для сердечников асинхронных двигателей применяются холоднокатаные изотронные электротехнические стали марок 2013,02312,02411 и другие. Листы или пластины штампуют с впадинами (пазами), изолируют лаком или окалиной для уменьшения потерь на вихревые потоки, собирают в отдельные пакеты и крепят в станине двигателя.  

К станине  прикрепляют также боковые щиты с помещенными на них подшипниками, на которые опирается вал ротора. Станину устанавливают на фундамент.   

В продольные пазы статора укладывают проводники его обмотки, которые соединяют  между собой так, что образуется трех фазная система. На щитке машины имеется шесть зажимов, к которым  присоединяются начала и концы обмоток  каждой фазы. Для подключения обмоток  статора к трехфазной сети они  могут быть соединены звездой  или треугольником, что дает возможность  включать двигатель в сеть с двумя  разными линейными напряжениями.   

Например, двигатель  может работать от сети с напряжением 220 и 127 в. На щитах машины указаны  оба напряжения сети, на которые  рассчитан двигатель, то есть 220/127 в или 380/220 в.  

Для более  низких напряжений, указанных на щитке, обмотка статора соединяется  треугольником, для более высоких  — звездой.

При соединении обмотки статора треугольником  на щитке машины верхние зажимы объединяют перемычками с нижними, а каждую пару соединенную вместе зажимов  подключают к линейным проводам трехфазной сети. Для включения звездой три нижних зажима на щитке соединяют перемычками в общую точку, а верхние подключают к линейным проводам трехфазной сети.  

Роторы асинхронных  электродвигателей выполняют двух видов: с короткозамкнутой и фазной обмотками. Первый вид двигателей называют асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором, а второй — асинхронными двигателями с фазным ротором  или асинхронными двигателями с контактными кольцами. Наибольшее распространение имеют двигатели с короткозамкнутым ротором.

Сердечник ротора также набирают из стальных пластин  толщиной 0,5мм, изолированных лаком  или окалиной для уменьшения потерь на вихревые токи.  

Пластины  штампуют с впадинами и собирают в пакеты, которые крепят на валу машины. Из пакетов образуются цилиндры с продольными пазами, в которых  укладывают проводники обмотки ротора. В зависимости от типа обмотки  асинхронные машины могут быть с  фазным и короткозамкнутым ротором. Короткозамкнутая обмотка ротора выполняется  по типу беличьего колеса. В пазах  ротора укладывают массивные стержни, соединенные на торцевых сторонах медными  кольцами. Часто короткозамкнутую обмотку  ротора изготовляют из алюминия. Алюминий в горячем состоянии заливают в пазы ротора под давлением.  

Такая обмотка  всегда замкнута накоротко и включение  сопротивления в нее не возможно. Фазная обмотка ротора выполнена  подобно статорной, то есть проводники соответствующим образом соединены  между собой, образуя трехфазную систему. Обмотки трех фаз соединены  звездой. Начала этих обмоток подключены к трем контактным медным кольцам, укрепленным  на валу ротора. Кольца изолированы  друг от друга и от вала и вращаются  вместе с ротором. При вращении колец  поверхности их скользят по угольным или медным щеткам, неподвижно укрепленным  над кольцами. Обмотка ротора может  быть замкнута на какое-либо сопротивление  или накоротко при помощи указанных  выше щеток.  

Двигатели с  короткозамкнутым ротором проще  и надежнее в эксплуатации, значительно  дешевле, чем двигатели с фазным ротором. Однако двигатели с фазным ротором обладают лучшими пусковыми  и регулировочными свойствами.  

В настоящее  время асинхронные двигатели  выполняют преимущественно с  короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и специальных  случаях используют фазную обмотку  ротора.  

Асинхронные двигатели производят мощностью  от нескольких десятков ватт до 15000 кВт  при напряжениях обмотки статора  до 6 кВ.  

Между статором и ротором имеется воздушный  зазор, величина которого оказывает  существенное влияние на рабочие  свойства двигателя.  

Наряду с  важными положительными качествами — простой конструкции и обслуживания, малой стоимостью — асинхронный  двигатель имеет и некоторые  недостатки, из которых наиболее существенным является относительно низкий коэффициент  мощности (соs). У асинхронного двигателя соs при полной нагрузке может достигать значения 0,85-0,9; при недогрузках двигателя его соs резко уменьшается и при холостом ходе составляет 0,2-0,3.  

Низкий коэффициент  мощности асинхронного двигателя объясняется  большим потреблением реактивной мощности, которая необходима для возбуждения  магнитного поля. Магнитный поток  в асинхронном двигателе встречает  на своем пути воздушный зазор  между статором и ротором, который  в большей степени увеличивает  магнитное сопротивление, а следовательно, и потребляемую двигателем мощность.  

В целях повышения  коэффициента мощности асинхронных  двигателей воздушный зазор стремятся  делать возможно меньшим, доводя его у малых двигателей (порядка 2 — 5 кВт) до 0,3мм. В двигателях большой мощности воздушный зазор приходится увеличивать по конструктивным соображениям, но все же он не превышает 2 — 2,5 мм.  

Вал ротора вращается  в подшипниках, которые укреплены  в боковых щитах, называемых подшипниковыми щитами. Главным образом это подшипники качения и только в машинах  большой мощности иногда используются подшипники скольжения.  

Подшипниковые щиты прикрепляют болтами к корпусу  статора. В корпус запрессовывают сердечник  статора.