Le mot "moteur" génère toujours une idéequelque chose en mouvement, et encore plus souvent en rotation. Entreprise claire - c'est pourquoi le moteur. L'essence de tout moteur est de convertir une forme d'énergie en mouvement. Savez-vous quel moteur a été le tout premier? On pense que c'était une voile. Il ne sera pas faux de dire que le moteur le plus courant est électrique. Parmi toute la variété de machines électriques de cette classe, la plus largement utilisée est un moteur asynchrone, dont le principe de fonctionnement est basé sur l'utilisation de deux manifestations fondamentales de l'énergie électrique: l'électromagnétisme et l'induction électrique.
Pour comprendre le principe de fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone, rappelons les expériences les plus simples d'un cours de physique scolaire:
- si un courant traverse un conducteur, un champ magnétique proportionnel au courant apparaît autour de lui;
- si vous prenez deux conducteurs avec un courant, un champ de force se produit entre eux - ils sont repoussés ou attirés, comme le font tous les aimants;
- si un conducteur de courant se déplace par rapport à un autre, qui n'est pas connecté à la source, mais que son circuit est fermé, alors un courant y apparaît.
Physique, ou, plus précisément, spéculative,le modèle de processus inclut le concept de lignes de force magnétiques, que nous désignons par la présence de propriétés magnétiques. Ce sont eux qui étirent leurs "tentacules" dans toutes les directions, et si un matériau ferromagnétique tombe en chemin, c'est à dire celui dans lequel les lignes magnétiques sont concentrées, alors la force motrice agit sur elle. Et si ce matériau lui-même est un aimant, alors l'interaction de force des champs magnétiques se manifeste encore plus fortement. Le champ magnétique du conducteur peut être augmenté en enroulant un grand nombre de tours sur une tige ferromagnétique - dans le cas le plus simple, il s'agit d'un cylindre métallique ordinaire en métal ferreux. Il n'est pas du tout difficile de fabriquer une tige en forme de fer à cheval et d'y mettre un enroulement. Les extrémités du "fer à cheval" sont devenues les pôles d'un aimant qui, lorsque le courant est allumé à travers la bobine, créera un puissant champ magnétique maximal au centre des pôles. Nous le visualisons généralement dans des dessins avec des lignes.
Si vous placez dans l'espace entre les pôlestige métallique, puis commencez à faire tourner notre "fer à cheval" magnétique, puis remarquez que la tige tournera également. Pourquoi notre appareil s'appelle-t-il un moteur à induction? Le principe de fonctionnement de cette machine électrique, comme on l'a dit, est basé sur le phénomène d'induction électromagnétique, c'est-à-dire l'intersection des lignes magnétiques de l'inducteur du corps de notre tige. Et le "franchissement" n'est possible que lorsque la vitesse de rotation du champ magnétique de l'inducteur - "fer à cheval" - est supérieure à la vitesse de rotation de la tige. Ce paramètre du moteur - vitesse de rotation asynchrone - est appelé «glissement» et peut atteindre jusqu'à 7% de la vitesse nominale du champ magnétique du stator.
Le champ magnétique maximal dans l'entrefer"Horseshoe", change sa position spatiale quand il est tourné. Conformément à la loi de l'induction électromagnétique, un courant électrique se produit dans la tige avec son «partenaire de vie» - un champ magnétique. Les champs magnétiques s'imbriquent, interagissent et ... font tourner le rotor. Un vrai moteur à induction reprend le principe de fonctionnement exactement comme décrit ici. Voilà, le cercle est fermé - nous avons deux objets sans connexion mécanique, mais la rotation de l'un d'entre eux, qui reçoit de l'énergie électrique, conduit à la rotation de l'autre. Le rôle de la «corde» invisible est joué par les champs magnétiques de l'aimant en fer à cheval et de la tige.
Il ne reste presque plus rien pour construire le moteur- il n'est pas nécessaire de faire tourner le "fer à cheval", mais de faire tourner le champ magnétique indépendamment. En d'autres termes, un moteur à induction démontre le principe de fonctionnement par le fait que le point maximum du champ magnétique se déplace dans un stator en cercle, comme s'il s'agissait de notre électroaimant rotatif. La seule chose à faire est de «déformer» le champ magnétique.
Le problème d'un champ magnétique tournant est résolu comme suit:
- trois paires de pôles - bobines - sont placées dans un cercle à un angle de 120 degrés;
- la tension est appliquée à chaque bobinesinusoïdal d'une source distincte. On pense que le cycle de temps complet d'une sinusoïde (période) est de 360 degrés. La tension maximale positive se produit 90 degrés après zéro - tout est comme enseigné à l'école;
- le point culminant est que les pics de tensionvenir avec un décalage de temps d'un tiers de la période (les électriciens disent «trois phases avec un décalage de 120 degrés») - c'est le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone. Le maximum de la force du champ magnétique se déplace de la première paire de pôles vers la deuxième puis vers la troisième. Ensuite, le processus est répété, ce qui équivaut au déplacement, plus précisément à la "rotation" du champ magnétique.
Juste comme ça, simple et sans bruit, l'énergie électriquele stator est converti en mouvement mécanique du rotor. Il a fallu plusieurs décennies à l'humanité pour créer ce moteur miracle, mais 15 minutes nous ont suffi pour dire en toute confiance: un moteur asynchrone? - rien de plus simple.
