Асінхронныя машыны

Асінхронныя электрарухавікі

Асінхронныя машыны, асінхронны рухавік, асінхронны генератар — электрычны рухавік пераменнага току, частата кручэння ротара якога не роўная (у рухальным рэжыме менш) частаце кручэння магнітнага поля, ствараемага токам абмоткі статара. На сённяшні дзень — самы распаўсюджаны від электрарухавікоў.

Як і іншыя віды машын, асінхронныя машыны зварачальныя (г. зн. адна і тая ж машына можа быць як і генератарам, так і рухавіком)

Прынцып дзеяння

Круцячае электрамагнітнае поле перасякае праваднікі абмоткі статара і ротара, і наводзіць у іх электрарухаючую сілу (ЭРС). Калі абмотка ротара замкнута, пад дзеяннем ЭРС ствараецца ток і пры ўзаемадзеянні з круцячым магнітным полем статара на праваднік уздзейнічае індукцыя:

${\vec {dF}}=I{\vec {dl}}\times {\vec {B}}$

дзе I — сіла току; B — індукцыя магнітнага поля.

Высілак і плячо ствараюць элементарны круцячы электра-магнітны момант, які будзе накіраваны ў бок вярчэння поля статара.

Гісторыя

Трохфазны асінхронны рухавік Н. Тэслы. Музей Ніколы Тэслы, Бялград.

У 1888 годзе Галілеа Ферарыс апублікаваў свае даследаванні ў артыкуле для Каралеўскай акадэміі навук у Турыне (у тым жа годзе Нікола Тэсла атрымаў патэнт ЗША), у якой выклаў тэарэтычныя асновы асінхроннага рухавіка. Заслуга Ферарыса ў тым, што, зрабіўшы памылковую выснову пра невялікі ККД асінхроннага рухавіка і пра немэтазгоднасць прымянення сістэм пераменнага току, ён прыцягнуў увагу многіх інжынераў да праблемы ўдасканалення асінхронных машын. Артыкул Галілеа Ферарыса, апублікаваны ў часопісе «Аці дзі Турына», быў перадрукаваны англійскім часопісам і ў ліпені 1888 года трапіў на вочы выпускніку Дармштацкага вышэйшага тэхнічнага вучылішча, выхадцу з Расійскай імперыі Міхаілу Восіпавічу Даліва-Дабравольскаму. Ужо ў 1889 годзе Даліва-Дабравольскі атрымаў патэнт на Трохфазны асінхронны рухавік з каротказамкнутым ротарам тыпу «Вавёрчына кола» (германскі патэнт № 51083 ад 8 сакавіка 1889 года пад назвай «Anker für Wechselstrommotoren»), а ў 1890 годзе — патэнты ў Англіі № 20425 і Германіі № 75361 на фазны ротар з кольцамі і пускавымі прыладамі. Гэтыя вынаходніцтвы адкрылі эру масавага прамысловага прымянення электрычных машын. У 1903 годзе ў Наварасійску пабудаваны элеватар з першай у свеце прамысловай сеткай пераменнага трохфазнага току, усе ўстаноўкі якой выраблены пад кіраўніцтвам Даліва-Дабравольскага. На гэтым элеватары, таксама ўпершыню ў свеце, ужыты трохфазныя трансфарматары і асінхронныя рухавікі з фазным ротарам. Цяпер асінхронны рухавік Далінава-Дабравольскага (з каротказамкнутым ротарам) самы распаўсюджаны электрарухавік.

Хуткасць вярчэння

Пры сілкаванні абмоткі статара трохфазным токам ствараецца круцячае магнітнае поле, сінхронная частата вярчэння якога $n_{1}\,\!$ [аб/хв] звязана з частатой сілкуючай сеткі $f\,\!$ [Гц] суадносінамі:

$n_{1}={\frac {60f}{p}}$,

дзе $p\,\!$ — колькасць пар магнітных полюсаў поля статара.

У залежнасці ад колькасці пар полюсаў, значэнні круцячага поля статара могуць быць (пры частаце 50 Гц):

n, об/мин	$p$
3000	1
1500	2
1000	3
750	4
600	5
500	6
300	10

Праз тое, што частоты кручэння поля статара і поля ротара розныя, на ротары атрымаецца хуткасць вярчэння на 2-5 % меншая.

Большасць электрычных рухавікоў маюць 1-3 пары полюсаў, радзей 4. Большая колькасць полюсаў выкарыстоўваецца вельмі рэдка, такія машыны маюць нізкі ККД і каэфіцыент магутнасці, аднак дазваляюць абысціся без рэдуктара там, дзе патрэбна невысокая частата кручэння. Напрыклад, ёсць нават 34-полюсные рухавікі 2АСВО710L-34У1 (17 пар полюсаў) для прывада вентылятараў градзірняў (сінхронная частата 176,5 абаротаў у хвіліну).

Гл. таксама

• Сіла Ампера

Літаратура

• Курс лекцый па дысцыпліне «Электрычныя машыны» для студэнтаў спецыяльнасці Электрапрывад (ГДТУ імя П. В. Сухога)
• Іваноў-Смаленскі А. В. Электрычныя машыны. — Масква, 2006.