Das Wort „Motor“ führt immer zur Repräsentationetwas, das sich bewegt und noch öfter - rotiert. Natürlich ist das der Grund, warum der Motor ist. Die Essenz eines jeden Motors besteht darin, irgendeine Art von Energie in Bewegung umzuwandeln. Wissen Sie, welcher Motor der allererste war? Glaube, es war ein Segel. Es ist kein Fehler zu sagen, dass der häufigste Motor ein elektrischer ist. Unter den verschiedenen elektrischen Maschinen dieser Klasse wird am häufigsten ein Induktionsmotor verwendet, dessen Prinzip auf der Verwendung von zwei grundlegenden Erscheinungsformen elektrischer Energie beruht - Elektromagnetismus und elektrische Induktion.
Um das Funktionsprinzip eines asynchronen Elektromotors zu verstehen, erinnern wir uns an die einfachsten Experimente aus dem Schulphysikkurs:
- Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt, erscheint um ihn herum ein dem Strom proportionales Magnetfeld.
- Wenn Sie zwei Leiter mit Strom nehmen, erscheint ein Kraftfeld zwischen ihnen - sie stoßen sich ab oder ziehen sich an, genau wie alle Magnetstücke;
- Wenn sich ein Leiter mit Strom in Bezug auf einen anderen bewegt, der nicht mit der Quelle verbunden ist, aber dessen Stromkreis geschlossen ist, entsteht darin Strom.
Physisch oder eher spekulativDas Prozessmodell beinhaltet das Konzept magnetischer Kraftlinien, mit denen wir das Vorhandensein magnetischer Eigenschaften bezeichnen. Also strecken sie ihre "Tentakel" in alle Richtungen und wenn ferromagnetisches Material im Weg ist, d.h. eine, in der die magnetischen Linien konzentriert sind, dann wirkt die treibende Kraft darauf. Und wenn dieses Material selbst ein Magnet ist, ist die Kraftwechselwirkung von Magnetfeldern noch stärker. Es ist möglich, das Magnetfeld des Leiters zu erhöhen, indem eine große Anzahl von Windungen auf einen Stab aus einem Ferromagneten gewickelt wird - im einfachsten Fall handelt es sich um einen gewöhnlichen Metallzylinder aus Eisenmetall. Es ist nicht schwierig, die Stange hufeisenförmig zu machen und eine Wicklung darauf zu legen. Die Enden des „Hufeisens“ wurden zu Polen eines Magneten, der beim Einschalten des Stroms durch die Spule ein starkes, maximales Magnetfeld in der Mitte der Pole erzeugt. Normalerweise visualisieren wir es in Strichzeichnungen.
Wenn Sie in die Lücke zwischen den Polen setzenMetallstange, und beginnen Sie dann, unser magnetisches "Hufeisen" zu drehen, dann beachten Sie, dass sich die Stange auch dreht. Warum heißt unser Gerät Induktionsmotor? Das Funktionsprinzip dieser elektrischen Maschine basiert, wie gesagt, auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion, d.h. der Schnittpunkt der magnetischen Linien des Induktors des Stabkörpers. Und "Überqueren" ist nur möglich, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Magnetfelds des Induktors - "Hufeisen" - größer ist als die Rotationsgeschwindigkeit des Stabes. Dieser Parameter des Motors - die asynchrone Drehzahl - wird als "Schlupf" bezeichnet und kann bis zu 7% der Nenndrehzahl des Statormagnetfelds erreichen.
Das maximale Magnetfeld im Spalt"Hufeisen" ändert seine räumliche Position, wenn es gedreht wird. Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion tritt im Stab zusammen mit seinem „Lebenspartner“ - einem Magnetfeld - ein elektrischer Strom auf. Magnetfelder greifen ineinander, interagieren und ... drehen den Rotor. Ein echter Induktionsmotor wiederholt das Funktionsprinzip genau wie hier beschrieben. Das war's, der Kreis ist geschlossen - wir haben zwei Objekte ohne mechanische Verbindung, aber die Drehung eines von ihnen, das elektrische Energie empfängt, führt zur Drehung des anderen. Die Rolle des unsichtbaren „Seils“ spielen die Magnetfelder eines hufeisenförmigen Magneten und eines Stabes.
Fast nichts blieb übrig, um den Motor zu schaffen- Es ist nicht notwendig, das „Hufeisen“ zu drehen, sondern das Magnetfeld unabhängig zu drehen. Mit anderen Worten, ein Asynchronmotor demonstriert das Funktionsprinzip dadurch, dass sich darin der Maximalpunkt des Magnetfeldes im Stator kreisförmig bewegt, als wäre es unser rotierender Elektromagnet. Das einzige, was noch übrig ist, ist das Magnetfeld zu „drehen“.
Das Problem eines rotierenden Magnetfeldes wird wie folgt gelöst:
- in einem Kreis gibt es drei Polpaare - Spulen - in einem Winkel von 120 Grad;
- An jede Spule wird Spannung angelegtsinusförmige Form aus einer separaten Quelle. Es wird angenommen, dass der Vollzeitzyklus einer Sinuskurve (Periode) 360 Grad beträgt. Eine positive maximale Spannung tritt 90 Grad nach einem Nullwert auf - alles, wie es in der Schule gelehrt wird;
- Das Highlight sind die Spannungsmaximakommen mit einer vorübergehenden Verschiebung um ein Drittel der Periode (Elektriker sagen "drei Phasen mit einer Verschiebung von 120 Grad") - dies ist das Funktionsprinzip eines Induktionsmotors. Die maximale Magnetfeldstärke bewegt sich vom ersten Polpaar zum zweiten und dann zum dritten. Dann wird der Vorgang wiederholt, was der Bewegung bzw. der "Drehung" des Magnetfeldes entspricht.
Also einfach und geräuschlos elektrische EnergieDer Stator verwandelt sich in eine mechanische Bewegung des Rotors. Um diesen wunderbaren Motor zu schaffen, hat die Menschheit mehrere Jahrzehnte gebraucht, und wir haben 15 Minuten gebraucht, um sicher zu sagen: Asynchronmotor? - Nichts ist einfacher.
