Будова статора асинхронного двигуна.

У асинхронному двигуні робочий процес протікатиме тільки за асинхронної частоти, тобто коли частота обертання ротора не дорів­нює частоті обертання магнітного поля. Частота обертання ротора може мало чим відрізнятися від частоти обертання поля, але під час робо­ти двигуна вона завжди буде менша (n₂ < n₁).

Робота асинхронного двигуна ґрунтується на явищі, що назива­ється «диск Араго — Ленца» (мал. 63.1). Це явище полягає ось у чому: якщо перед полюсами постійного магніту помістити мідний диск 1, який вільно сидить на осі 2, й обертати магніт навколо його осі за до­помогою рукоятки 3, то мідний диск обертатиметься у тому ж напрямку. Це пояснюється тим, що підчас обертання магніту його магнітне поле пронизує диск і індукує в ньому вихрові струми. В свою чергу вихрові струми створять свої магнітні поля. Внаслідок взаємо­дії магнітних полів вихрових струмів з магнітним полем магніту виникає сила, яка приводить диск в обертання. На основі закону Ленца напрямок будь-якого індукованого струму такий, що він протидіє причині, яка його викликала. Тому вихрові струми в тілі диска прагнуть затрима­ти обертання магніту, але не маючи можливості зробити це, приводять диск в обертання так, що він обертається слідом за магнітом. При цьо­му частота обертання диска завжди менша, ніж частота обертання маг­ніту. Якби ці частоти з якоїсь причини стали однаковими, то магнітне поле не переміщувалось би відносно диска, а отже, в ньому не виникали б вихрові струми, тобто не було б сили, під впливом якої диск оберта­ється.

Мал. 63.1. Схема, що пояснює принцип дії асинхронного двигуна.

У асинхронних двигунів постійне магнітне поле замінене оберто­вим магнітним полем, яке утворює трифазна система, ввімкнена в ме­режу змінного струму. Обертове магнітне поле статора перетинає про­відники обмотки ротора й індукує в них ЕРС. Якщо обмотка ротора замкнена на якийсь опір або накоротко, то по ній під дією індукованої ЕРС протікає струм. Внаслідок взаємодії струму в обмотці ротора з обертовим магнітним полем обмотки статора утворюється оберта­ючий момент, під дією якого ротор починає обертатися за напрямком обертання магнітного поля.

Отже, для зміни напрямку обертання ротора, тобто для реверсу­вання двигуна, потрібно змінити напрямок обертання магнітного поля, утвореного статорною обмоткою. Це досягається зміною чергування фаз статорних обмоток, для чого слід поміняти місцями відносно затискачів мережі будь-які два із трьох проводів, які з’єднують об­мотку статора з мережею. Реверсивні двигуни обладнуються переми­качами, за допомогою яких можна змінювати чергування фаз статор­них обмоток, а отже, і напрямок обертання ротора.

Якщо припустити, що в певний момент часу частота обертання ротора дорівнює частоті обертання статорного поля, то провідники роторної обмотки не перетинатимуть магнітного поля статора і стру­му в роторі не буде. У цьому разі обертаючий момент дорівнюватиме нулеві і частота обертання ротора зменшиться порівняно з частотою обертання статорного поля, доки не виникне обертаючий момент, що врівноважує гальмівний момент, який складається з моменту навантаження на валу і моменту сил тертя в машині.

Осердя статора 3 (мал. 63.2) набирають зі сталевих пластин завтов­шки 0,35 або 0,5 мм. Пластини штампують із западинами (пазами) ізолюють лаком або окалиною для зменшення втрат на вихрові стру­ми, складають в окремі пакети і закріплюють у станині двигуна 1. До станини прикріплюють також бічні щити з розміщеними на них під­шипниками, на які спирається роторний вал.

Станину встановлюють на фундаменті. У поздовжні пази статора вкладають провідники його обмотки 2, які відповідно з’єднують між собою так, що утворюється трифазна система.

Мал. 63.2. Будова статора асинхронно­го двигуна: 1 – станина; 2 – обмотка; 3 – осердя; 4 – клемний щиток

На щитку машини 4 знаходяться 6 затискачів, до яких приєднуються початки й кінці обмоток кожної фази. Для при­єднання статорних обмоток до трифазної мережі їх можна

Мал.63.3. Табличка на електродвигуні з вказаними схемами з’єднання статорної обмотки

з’єднати зіркою або трикутником, що дає змогу вмикати двигун у мережу з дво­ма різними лінійними напругами. Наприклад, двигун може працюва­ти від мережі з напругою 380 та 220

В. На щитку машини зазначено обидві напруги мережі, на які розрахований двигун, тобто 220/127 В або 380/220 В (мал. 63.3).

Мал.63.4. Приєднання затискачів на щитку двигуна при з’єднанні статор­них обмоток трикутником (а) та зір­кою (б).