Elektrická zařízení dnes vypadají velmi odlišně od vynálezu ruského elektrotechnika, ale stále se používají k přeměně elektrické energie na mechanickou energii. Zákazníci ocenili spolehlivost v provozu, jednoduchý design a nízkou cenu. Dnes jsou asynchronní motory nejrozšířenějším typem motorů na celém světě. Používají se na kompletaci průmyslového vybavení, domácích spotřebičů a elektrického nářadí v devíti případech z deseti.
Jaké jsou typy asynchronních mechanismů?
Asynchronní motor má nejjednodušší konstrukci. Klasická konstrukce elektromotoru se skládá ze statoru a rotoru.
Stator je vyroben ve tvaru klasického válce. K výrobě statoru výrobci používají tenké ocelové plechy, vinutí v drážkách jádra je vyrobeno ze speciálního drátu. Osy vinutí jsou vůči sobě umístěny pod úhlem 120°. Jejich konce jsou spojeny různými způsoby – vše závisí na přípustném napětí. V některých případech spojení připomíná hvězdu, v jiných trojúhelník.
Na rozdíl od statoru se rotory dodávají v několika typech. Výrobci klasifikují vyrobené motory podle typu rotoru – typy asynchronních motorů: s kotvou nakrátko a vinutým rotorem. Podívejme se na každou z nich podrobněji.
- Fáze je rotor s třífázovým vinutím, který připomíná vinutí statoru. Jeho konce jsou spojeny ve tvaru hvězdy, okraje jsou připevněny k sběracím kroužkům. Na tyto stejné kroužky jsou připojeny další odpory, které mění aktivní odpor v obvodu a snižují velké zapínací proudy.
- Klecový rotor je jádro vyrobené z ocelových plechů. Pro hromadnou výrobu se typicky používá roztavený hliník, který se nalévá a tvaruje do jader mezi koncovými kroužky. Konstrukce rotoru se lidově nazývá „klec pro veverky“, protože vypadá jako sud pro hlodavce. Pokud jde o výrobu výkonných motorů, výrobci používají měď, nikoli hliník.
Asynchronní elektromotor: princip činnosti
Napětí je přiváděno do vinutí statoru. V tomto okamžiku vzniká magnetický tok, jehož velikost se mění s frekvencí napětí. Toky jsou vůči sobě posunuty v čase a prostoru o 120°. Výsledný magnetický tok se ukáže jako rotující, který se pohybuje, čímž vytváří EMF ve vodičích rotoru. Vinutí rotoru hraje roli uzavřeného elektrického obvodu, v něm se objevuje proud, který při interakci s proudy statoru vytváří rozběhový moment. Motor má tendenci otáčet rotor ve směru pohybu magnetického pole statoru. V okamžiku, kdy dosáhne a překročí brzdný moment rotoru, rotor se začne otáčet, což způsobí prokluz.
Co je to posuvné? To je hodnota, která nám ukazuje, o kolik je synchronní frekvence magnetického pole statoru větší než otáčky rotoru.
n1 – synchronní frekvence magnetického pole statoru, n2 – rotor.
Proč je klouzání tak důležité? Používá se k charakterizaci asynchronních elektromotorů, protože zpočátku je skluz roven jednotce, ale jak se n zvyšuje1 relativní frekvenční rozdíl n1-n2 se zmenšuje. V důsledku toho klesá EMF a proud ve vodičích rotoru, což zase vede ke snížení točivého momentu. Provádíme-li analýzu v klidovém stavu v okamžiku, kdy motor běží bez zatížení hřídele, je skluz minimální. Jakmile se statický moment zvýší, skluz se zvýší na hodnotu Skp — kritický skluz. Tento indikátor je velmi důležitý, protože jakmile je překročen kritický bod skluzu, asynchronní motory přestanou pracovat stabilně. Hodnota skluzu se pohybuje od nuly do jedné, u univerzálních asynchronních motorů ve jmenovitém režimu až 8 %. Jakmile nastane rovnováha mezi elektromagnetickým a brzdným momentem, změna hodnot se zastaví.
Zjednodušeně řečeno, principem činnosti motoru je interakce rotujícího magnetického pole statoru a proudů, které jsou tímto magnetickým polem indukovány v rotoru. Točivý moment vzniká pouze tehdy, když je rozdíl v rotačních frekvencích magnetických polí.
