Почему двигатель переменного тока может вращаться непрерывно и каков основной принцип его работы?

Причина непрерывного вращения двигателя переменного тока заключается в использовании принципа электромагнитной индукции и взаимодействия вращающегося магнитного поля. Он преобразует электрическую энергию в механическую посредством согласованной работы статора и ротора. Этот принцип можно разделить на три ключевых момента:

Во-первых, это генерация вращающегося магнитного поляПри пропускании трёхфазного переменного тока через обмотки статора электродвигателя переменного тока, благодаря разности фаз трёхфазных токов 120°, внутри сердечника статора образуется магнитное поле постоянной величины и направления, вращающееся с постоянной скоростью при изменении тока — вращающееся магнитное поле. Скорость этого магнитного поля называется синхронной скоростью, и её расчётная формула выглядит следующим образом: $н_{0} = 60 ф / п$ (где это частота источника питания и есть (количество пар полюсов двигателя). Например, частота промышленной сети в Китае составляет 50 Гц, а для двигателя с 2 парами полюсов синхронная скорость может достигать 1500 об/мин, что служит «источником энергии» для вращения двигателя.

Во-вторых, это электромагнитная индукция и приложение силы ротора. Возьмём в качестве примера наиболее распространённый асинхронный двигатель. Его ротор представляет собой замкнутый проводниковый контур (например, короткозамкнутый ротор). Когда вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники ротора, согласно закону электромагнитной индукции, в проводниках ротора возникает индуцированный ток. В это время ток ротора находится во вращающемся магнитном поле статора и подвергается воздействию силы Ампера. Направление силы Ампера можно определить по правилу левой руки, и в конечном итоге образуется электромагнитный момент, который заставляет ротор вращаться. Следует отметить, что скорость ротора всегда немного ниже синхронной скорости вращающегося магнитного поля статора (имеется «скорость скольжения»), что является необходимым условием для обеспечения непрерывного пересечения магнитным полем проводников ротора и генерации индуцированного тока, и это также является источником названия «асинхронный двигатель».

Третье - это гарантия непрерывного вращенияБлагодаря периодическому изменению направления трёхфазного переменного тока вращающееся магнитное поле статора может постоянно поддерживать постоянную скорость вращения. Ротор, приводимый в движение электромагнитным моментом, непрерывно вращается вслед за магнитным полем. При этом механическая конструкция двигателя (подшипники и вращающиеся валы) снижает сопротивление вращению, а слоистая конструкция из листов кремнистой стали в сердечнике статора уменьшает потери на гистерезис и вихревые токи, обеспечивая эффективное преобразование электрической энергии в механическую и, в конечном итоге, стабильное и непрерывное вращение двигателя.

С точки зрения сфер применения, этот принцип обеспечивает широкое применение двигателей переменного тока в промышленном производстве (например, в станках и вентиляторах) и бытовой технике (например, в компрессорах кондиционеров). Благодаря простоте конструкции и высокой надежности двигатели переменного тока также стали одним из основных устройств преобразования электрической энергии в механическую.

Предыдущая запись

Каковы наиболее распространенные причины аномальных колебаний скорости двигателей постоянного тока во время работы и как проводить целенаправленную диагностику и устранение неисправностей?