1.2 Будова і призначення асинхронного електродвигуна

Рис. 1 Будова асинхронного електродвигуна: 1 - вал; 2, 6 - підшипники; 3, 8 - підшипникові щити; 4 - лапи; 5 - кожух вентилятора; 7 - крильчатка вентилятора; 9 - короткозамкнутий ротор; 10 - статор; 11 - клемна коробка виводів.

Основними частинами асинхронного двигуна є статор (10) і ротор (9). Статор має циліндричну форму, і збирається з листів сталі. У пазах сердечника статора укладені обмотки статора, які виконані з обмотувального дроту. Осі обмоток зрушені в просторі один відносно одного на кут 120°. Залежно від напруги, що подається, кінці обмоток зєднуються трикутником або зіркою.

Ротори асинхронного двигуна бувають двох видів: короткозамкнутий і фазний ротор.

Короткозамкнутий ротор є сердечником, набраним з листів сталі. У пази цього сердечника заливається розплавлений алюміній, внаслідок чого утворюються стержні, які замикаються накоротко торцевими кільцями. У асинхронних двигунах великої потужності замість алюмінію може застосовуватися мідь.

Рис. 2 Короткозамкнутий ротор, набраним з листів сталі

Фазний ротор має трифазну обмотку, яка практично не відрізняється від обмотки статора. У більшості випадків кінці обмоток фазного ротора зєднуються в зірку, а вільні кінці підводяться до контактних кілець. За допомогою щіток, які підключені до кілець, в ланцюг обмотки ротора можна вводити додатковий резистор. Це треба для того, щоб можна було змінювати активний опір в ланцюзі ротора, тому що це сприяє зменшенню великих пускових струмів.

Рис. 3 Асинхронний двигун з фазним ротором

Асинхронний двигун з фазним ротором - це двигун, який можна регулювати за допомогою додавання в ланцюг ротора додаткових опорів. Зазвичай такі двигуни застосовуються при пуску з навантаженням на валу, оскільки збільшення опору в ланцюзі ротора, дозволяє підвищити пусковий момент і зменшити пускові струми.

Статор (2) виконаний, так само як і в звичайному асинхронному двигуні, він представляє з себе порожнистий циліндр, набраний з листів електротехнічної сталі, в який укладена трифазна обмотка.

Ротор (3) в порівнянні з короткозамкнутим, представляє з себе складнішу конструкцію. Він складається з сердечника в який укладена трифазна обмотка, аналогічно обмотці статора, звідси назва двигуна. Якщо двигун двополюсний, то обмотки ротора зміщені геометрично один відносно одної на 120. Ці обмотки зєднуються з трьома контактними кільцями (4), розташованими на валу ротора. Контактні кільця виконані з латуні або сталі, причому одине від одного вони ізольовані. За допомогою декількох метал-графітових щіток (зазвичай двох), які розташовані на щіткотримачі (5) і притискаються пружинами до кілець, в ланцюг вводяться додаткові опори. Виводи обмоток зєднуються за схемою "зірка".

Додатковий опір вводиться тільки при пуску двигуна. Причому ним зазвичай служить ступінчастий реостат, опір якого зменшують зі збільшенням оборотів двигуна. Таким чином пуск двигуна здійснюється теж ступінчасто. Після того, як розгін закінчився і двигун вийшов на природну механічну характеристику, обмотку ротора закорочують. Для того, щоб зберегти щітки і понизити втрати на них, в двигунах з фазним ротором існує спеціальний пристрій, який піднімає щітки і замикає кільця. Таким чином, вдається підвищити ще і ККД двигуна.

Додатковий опір дозволяє головним чином здійснити пуск двигуна під навантаженням, працювати з ним тривалий час двигун не може, оскільки механічні характеристики занадто мякі і робота двигуна на них нестабільна.

Для того, щоб автоматизувати пуск двигуна, в обмотку ротора включають індуктивність. У момент пуску, частота струму в роторі найбільша, а значить і індуктивний опір максимальний. Потім, при розгоні двигуна, частота, як і опір зменшуються, і двигун поступово починає працювати в звичайному режимі.

За рахунок ускладнення своєї конструкції, асинхронний двигун з фазним ротором, має хороші пускові і регулювальні характеристики. Але з тієї ж причини, його вартість зростає приблизно в 1.5 в порівнянні із звичайним асинхронним двигуном, крім того збільшується маса, розміри і як правило, зменшується надійність двигуна.