Question

Почему электрическая машина называется асинхронной

Answer 1

Электрическая машина — это устройство, выполняющее электромеханическую преобразовательную функцию, т.е. преобразующее электрическую энергию в механическую. Среди электрических машин выделяются три основных типа: постоянного тока, синхронных и асинхронных. Один из основных признаков, который отличает асинхронный двигатель от других типов, – это его работа без постоянного внешнего источника синхронизации. Но почему же называется асинхронным? Для ответа на этот вопрос следует рассмотреть устройство и принцип работы данной электрической машины.

Асинхронный двигатель работает на переменном токе и состоит из статора и ротора. Статор — это магнитное поле, создаваемое посредством взаимодействия между стационарными обмотками и их внутренними кольцами железа. Ротор же состоит из обмотки, которую возбуждает электрический ток, и ядра, которое отвечает за механический вывод двигателя. При включении асинхронного двигателя статор создаёт вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью взаимодействия двух магнитных полюсов, созданных статором. Ротор же вначале находится в состоянии покоя. Когда подается электрический ток на ротор, обмотка ротора за счет электромагнитной индукции создает магнитное поле, которое исходит из ротора.

Центробежные силы, действующие на ротор, приводят к его вращению и благодаря этому между ротором и статором возникает разность скоростей. Т. к. ротор по определению работает с некоторой задержкой по отношению к вращающемуся магнитному полю статора, то его скорость относительно статора немного уступает. Это и называется асинхронной скоростью. Существует отклонение между вращающимся ротором и статором, именуемое осевым зазором, которое составляет от 0,2 до 4 мм.

Передаваемая мощность между статором и ротором рассчитывается как произведение электромагнитной силы на соответствующее перемещение, и так как скорость двигателя не является синхронной, в статоре и роторе возникают переменные магнитные поля, генерирующие на фазных контактах попеременно каждой фазы трифазного тока разницу потенциалов. Это создает трёхфазное вращающееся магнитное поле на фазных обмотках ротора, которое тащит за собой и помогает продолжать вращение.

По собственному определению асинхронной машины, этот тип машин не имеет постоянного внешнего источника синхронизации, чтобы поддерживать постоянную скорость вращения ротора. В Синхронных машинах же, синхронизация ротора происходит путем подачи особых сигналов на определенных частотах для поддержания вращения ротора с заданной скоростью. Постоянные магниты в роторе и специально организованные катушки в статоре создают электромагнитные поля, которые поддерживают синхронность движения и поддерживают постоянные значение скорости вращения.

Таким образом, наличие скорости асинхронной скорости движения ротора у данного типа машин и отсутствие постоянного источника синхронизации отличает электрические машины данного типа от других типов: постоянного тока и синхронных. Кроме этого, преимущества асинхронных двигателей – это высокая надежность, долговечность и дешевизна их производства и эксплуатации. К тому же, асинхронные двигатели в настоящее время являются наиболее популярными и широко используются в различных промышленных и бытовых устройствах, таких как насосы, вентиляторы, компрессоры, электроприводы механизмов и т. д.

Answer 2

Электрическая машина называется асинхронной потому, что скорость вращения ее ротора не совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора, которое создается под действием переменного тока. В отличие от синхронных машин, где скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора, асинхронные машины имеют ротор, который вращается со скоростью, меньшей, чем скорость вращения магнитного поля статора.

Основным элементом асинхронной машины является двухфазный или трехфазный статор, в котором создается магнитное поле. Ротор состоит из обмотки, которая размещается внутри статора и свободно вращается внутри него. При подаче на статор переменного тока, в нем создается магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем ротора, вызывая его вращение.

Однако, так как скорость вращения ротора не совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора, возникает явление, называемое скольжением. Скольжение – это разность между скоростью вращения магнитного поля статора и скоростью вращения ротора. Величина скольжения зависит от нагрузки на машину и может изменяться в широких пределах.

При малых нагрузках скольжение мало, а машина работает практически как синхронная. Однако, при увеличении нагрузки скольжение увеличивается, что приводит к увеличению потерь в машине и снижению ее КПД. Поэтому асинхронные машины обычно используются для привода нагрузок с переменной нагрузкой, таких как насосы, вентиляторы, конвейеры и т.д.

Также следует отметить, что асинхронные машины имеют простую конструкцию, надежность и долговечность, что делает их широко используемыми в различных отраслях промышленности. Они не требуют сложного управления и могут работать при широком диапазоне частоты вращения. Кроме того, асинхронные машины могут работать как генераторы, что позволяет использовать их для производства электроэнергии в различных условиях.

Answer 3

Электрическая машина называется асинхронной, потому что скорость вращения ее ротора не совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора. В отличие от синхронной машины, где ротор вращается синхронно с магнитным полем статора, в асинхронной машине ротор вращается со скоростью, которая немного меньше скорости вращения магнитного поля статора. Это происходит из-за электромагнитного взаимодействия между ротором и статором, которое создает вращающееся магнитное поле в роторе.