Слово «двигатель» всегда порождает представление noe bevegende, og enda oftere - roterende. Det er selvfølgelig derfor motoren er. Essensen av enhver motor er å konvertere en slags energi i bevegelse. Vet du hvilken motor som var den aller første? Tror det var et seil. Det vil ikke være en feil å si at den vanligste motoren er en elektrisk. Blant forskjellige elektriske maskiner i denne klassen er den mest brukte en induksjonsmotor, hvis prinsipp er basert på bruk av to grunnleggende manifestasjoner av elektrisk energi - elektromagnetisme og elektrisk induksjon.
For å forstå prinsippet om drift av en asynkron elektrisk motor, husker vi de enkleste eksperimentene fra skolefysikk-kurset:
- hvis en strøm føres gjennom en leder, vises et magnetfelt proporsjonalt med strømmen rundt det;
- Hvis du tar to ledere med strøm, så vises et kraftfelt mellom dem - de frastøter eller tiltrekker seg, akkurat som alle magneter.
- hvis en leder med strøm beveger seg i forhold til en annen, som ikke er koblet til kilden, men kretsen er lukket, oppstår en strøm i den.
Fysisk, eller rettere, spekulativ,Prosessmodellen inkluderer begrepet magnetiske kraftlinjer, som vi angir tilstedeværelsen av magnetiske egenskaper. Så de strekker “tentaklene” i alle retninger, og hvis ferromagnetisk materiale kommer i veien, d.v.s. en som magnetlinjene er konsentrert i, så virker drivkraften på den. Og hvis dette materialet i seg selv er en magnet, er kraftinteraksjonen mellom magnetiske felt enda sterkere. Det er mulig å øke magnetfeltet til en leder ved å vikle et stort antall svinger på en stang laget av en ferromagnet - i enkleste tilfelle er dette en vanlig metallsylinder laget av jernmetall. Det er ikke vanskelig å lage stangen hesteskoformet, og legge en svingete på den. Endene på "hestesko" ble polene til en magnet, som når strømmen gjennom spolen er slått på, vil skape et kraftig, maksimalt magnetfelt i midten av polene. Vanligvis visualiserer vi det i strektegninger.
Если в зазор между полюсами поместить metallstang, og begynn å rotere den magnetiske "hesteskoen", og vær oppmerksom på at stangen også vil rotere. Hvorfor kalles enheten vår en induksjonsmotor? Prinsippet om drift av denne elektriske maskinen er som sagt basert på fenomenet elektromagnetisk induksjon, d.v.s. skjæringspunktet mellom magnetlinjene til induktoren i kroppen til stangen vår. Og "kryssing" er bare mulig når rotasjonshastigheten til magnetfeltet til induktoren - "hestesko" - er større enn stangens rotasjonshastighet. Denne parameteren til motoren - asynkronismen for rotasjonshastigheter - kalles "slip" og kan nå opptil 7% av nominell hastighet for statormagnetfeltet.
Maksimalt magnetfelt i gapet"Horseshoe", endrer sin romlige posisjon når den snus. I samsvar med loven om elektromagnetisk induksjon oppstår en elektrisk strøm i stangen sammen med sin "livspartner" - et magnetfelt. Magnetfelt låses sammen, samhandler og ... roterer rotoren. En ekte induksjonsmotor gjentar driftsprinsippet nøyaktig som beskrevet her. Det er det, sirkelen er lukket - vi har to gjenstander uten en mekanisk forbindelse, men rotasjonen av en av dem, som mottar elektrisk energi, fører til rotasjonen av den andre. Rollen til det usynlige "tauet" spilles av magnetfeltene til hesteskomagneten og stangen.
Nesten ingenting igjen for å bygge motoren- det er ikke nødvendig å rotere "hesteskoen", men å få magnetfeltet til å rotere uavhengig. Med andre ord demonstrerer en asynkron motor prinsippet om drift ved at det maksimale punktet til magnetfeltet beveger seg i statoren i en sirkel, som om det var vår roterende elektromagnet. Det eneste som er igjen å gjøre er å "vri" magnetfeltet.
Problemet med et roterende magnetfelt løses som følger:
- tre par stolper - spoler - er plassert i en sirkel i en vinkel på 120 grader;
- spenningen påføres hver spolesinusformet fra en egen kilde. Det anses at heltidsyklusen til en sinus (periode) er 360 grader. Den positive maksimale spenningen oppstår 90 grader etter nullverdien - alt er som undervist på skolen;
- høydepunktet er at spenningen topperkommer med et tidsskifte på en tredjedel av perioden (elektrikere sier "tre faser med et skifte på 120 grader") - dette er prinsippet for drift av en asynkron motor. Maksimum av magnetfeltstyrken beveger seg fra det første paret til det andre, og deretter til det tredje. Deretter gjentas prosessen, som tilsvarer forskyvning, nærmere bestemt "rotasjon" av magnetfeltet.
Akkurat slik, enkel og uten støy, elektrisk energistatoren blir omgjort til mekanisk bevegelse av rotoren. Det tok menneskeheten flere tiår å lage denne mirakelmotoren, men 15 minutter var nok til at vi trygt kunne si: en asynkron motor? - ingenting er lettere.
