Ordet ”motor” ger alltid upphov till representationnågot rörande, och ännu oftare - roterande. Naturligtvis är det därför motorn är. Kärnan i varje motor är att konvertera någon form av energi i rörelse. Vet du vilken motor som var den allra första? Tror att det var ett segel. Det kommer inte att vara ett misstag att säga att den vanligaste motorn är en elektrisk. Bland de olika elektriska maskinerna i denna klass är den mest använda en induktionsmotor vars princip är baserad på användningen av två grundläggande manifestationer av elektrisk energi - elektromagnetism och elektrisk induktion.
För att förstå principen om drift av en asynkron elmotor, minns vi de enklaste experimenten från skolfysik kursen:
- om en ström passeras genom en ledare visas ett magnetfält som är proportionellt mot strömmen runt det;
- om du tar två ledare med ström, uppstår ett kraftfält mellan dem - de avvisas eller lockas, på samma sätt som alla magneter gör;
- om en ledare med ström rör sig relativt en annan, som inte är ansluten till källan, men dess krets är stängd, uppstår ström i den.
Fysisk, eller, mer exakt, spekulativ,processmodellen inkluderar begreppet magnetiska kraftlinjer, som vi betecknar närvaron av magnetiska egenskaper. Så de sträcker sina "tentakler" i alla riktningar, och om ett ferromagnetiskt material kommer över på vägen, dvs. en i vilken de magnetiska linjerna är koncentrerade, sedan verkar drivkraften på den. Och om detta material i sig är en magnet, manifesterar sig kraftinteraktionen mellan magnetfält ännu starkare. Ledarens magnetfält kan ökas genom att linda ett stort antal varv på en ferromagnetisk stav - i det enklaste fallet är detta en vanlig metallcylinder gjord av järnmetall. Det är inte alls svårt att göra en hästskoformad stav och sätta en lindning på den. Ändarna på "hästskon" blev polerna på en magnet, som, när strömmen slås på genom spolen, kommer att skapa ett kraftfullt, maximalt i mitten av polerna, magnetfält. Vi visualiserar det vanligtvis i ritningar med linjer.
Om du placerar i klyftan mellan stolparnametallstång, och börja sedan rotera vår magnetiska "hästsko", då noterar vi att stången också kommer att rotera. Varför kallas vår enhet en induktionsmotor? Funktionsprincipen för denna elektriska maskin, som sagt, är baserad på fenomenet elektromagnetisk induktion, d.v.s. skärningspunkten mellan de magnetiska linjerna i induktorn på kroppen av vår stav. Och "korsning" är endast möjligt när induktans magnetfält - "hästsko" - är större än stångens rotationshastighet. Denna parameter för motorn - asynkron rotationshastighet - kallas "glidning" och kan nå upp till 7% av den nominella hastigheten för statormagnetfältet.
Det maximala magnetfältet i gapet"Horseshoe", ändrar sin rumsliga position när den vrids. I enlighet med lagen om elektromagnetisk induktion uppstår en elektrisk ström i stången tillsammans med sin "livspartner" - ett magnetfält. Magnetfält spärrar, interagerar och ... roterar rotorn. En riktig induktionsmotor upprepar driftsprincipen exakt som beskrivs här. Det är det, cirkeln är stängd - vi har två objekt utan mekanisk anslutning, men rotationen av en av dem, som tar emot elektrisk energi, leder till den andra rotation. Rollen för det osynliga "repet" spelas av magnetfältet hos en hästskomagnet och en stav.
Nästan ingenting kvar för att bygga motorn- det är inte nödvändigt att rotera "hästskon" utan att få magnetfältet att rotera självständigt. Med andra ord demonstrerar en asynkron motor funktionsprincipen genom det faktum att den maximala punkten för magnetfältet rör sig i statorn i en cirkel, som om det vore vår roterande elektromagnet. Det enda som är kvar är att "vrida" magnetfältet.
Problemet med ett roterande magnetfält löses på följande sätt:
- tre par stolpar - spolar - placeras i en cirkel i en vinkel på 120 grader;
- spänning appliceras på varje spolesinusformad från en separat källa. Man tror att en sinusformats (period) heltidscykel är 360 grader. Den positiva maximispänningen inträffar 90 grader efter noll - allt är som det lärs ut i skolan;
- höjdpunkten är att spänningen topparkommer med en tidsförskjutning på en tredjedel av perioden (elektriker säger "tre faser med en växling på 120 grader") - detta är principen för en induktionsmotor. Den maximala magnetfältstyrkan rör sig från det första paret av poler till det andra och sedan till det tredje. Sedan upprepas processen, vilket motsvarar förskjutning, närmare bestämt "rotation" av magnetfältet.
Precis så, enkelt och utan buller, elektrisk energistatorn omvandlas till mekanisk rörelse hos rotorn. Det tog mänskligheten flera decennier att skapa den här underbara motorn, men 15 minuter räckte för oss att med säkerhet säga: en asynkron motor? - ingenting är lättare.
