1.8. Асинхронний двигун трифазного струму

Більшість підприємств громадського харчування постачаються електричною енергією від мереж трифазного струму загального призначення. Тому виробничі машини та механізми мають електропривід з асинхронним двигуном трифазного або однофазного струму.

Синхронні електричні машини використовують головним чином як генератори, хоча одна і та сама машина постійного струму може працювати як генератор і як двигун. Проте заводи випускають електричні машини, які можуть працювати тільки як генератори або тільки як двигуни. Машини, призначені для роботи як генератором, так і двигуном, використовують дуже рідко.

Асинхронними називаються двигуни тому, що обертання ротора і поля статора відбувається неоднаково швидко. Асинхронні машини використовують в основному як електричні двигуни і рідко як генератори. Асинхронні двигуни мають широке застосування в механічному устаткуванні. Асинхронний двигун (рис. 1.2) складається із статора — порожнистого циліндра, зібраного з великої кількості кільцеподібних сталевих пластин. У пластинах зроблені наскрізні отвори, що утворюють у процесі складання статора канавки (пази). Пази розміщені уздовж осі статора. У них закладаються багатовиткові котушки ізольованого мідного проводу. Ці котушки називаються обмотками статора. Обмоток у статора може бути три, шість, дев'ять і більше. Кінці обмоток з'єднуються між собою трикутником або зіркою і підключаються до мережі трифазного струму. Під час складання двигуна всередину статора встановлюється сталевий циліндр — ротор, закріплений на валу, який вільно обертається. Вал спирається на підшипники. Ротор також збирається з великої кількості пластин, у яких є пази. У пазах розміщуються алюмінієві пластини. Торці пластин замкнуті алюмінієвими кільцями. Оскільки пластини накоротко замкнуті кільцями, то ротор називається короткозамкненим, тобто струм не підводиться.

Рис. 1.2. Асинхронний двигун: 1 — статор; 2 — отвори для охолодження повітрям; 3 — підшипникові щити; 4 — клемний щиток; 5 — лопаті; 6—ротор

Працює двигун так: під час ввімкнення котушок статора в мережу в кожній із них виникає змінне магнітне поле. Це поле послідовно зростає в першій котушці, в другій і в третій (в перших двох поле в цю мить згасає). Таким чином магнітне поле переміщується по статору від котушки до котушки. Це поле за 1 с робить 25 обертів усередині статора (1500 обертів за 1 хв). Така оборотність зовні не помітна, оскільки магнітні лінії невидимі. Магнітне поле, яке обертається, діє на пластини ротора (поки ще нерухомі), індукує в них електричний струм, більший під номінального в 4—6 раз. Навколо пластин, по яких протікає струм, виникає сильне магнітне поле. З цього моменту у двигуні є поле ротора (нерухоме) і поле статора, яке обертається . Ці поля активно взаємодіють, при цьому поле ротора притягуються обертовим полем статора за напрямком обертання.

Оскільки магнітне поле пов'язане з пластинами, то разом з ним притягуються і пластини ротора. Ротор починає обертатися, бо взаємодія магнітних полів проявляється як фізична сила, яка примушує ротор обертатися з такою швидкістю, як і магнітне поле статора. Таким чином, двигун починає працювати швидко, набираючи максимальну частоту обертання (1440 обертів за 1 хв).

Асинхронні двигуни мають високий коефіцієнт корисної дії, довговічні в роботі, не вимагають постійного догляду, витримують великі короткочасні перевантаження. Частота обертів двигуна залежить від кількості котушок на статорі. Якщо котушок три, то ротор робить 2850 обертів за 1 хв, шість — 1440—1420, дев'ять — 720 обертів за 1 хв. Частота обертання від навантаження зменшується несуттєво, а величина струму значно збільшується.