Асинхронные электродвигатели состоят из двух основных частей, разделенных между собой воздушным зазором: 1) неподвижная — статор; 2) и вращающаяся — ротор – конструкция проста. Внутри асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором стоит беличье колесо. Обмотки разных фаз в статоре расположены под углом 120 градусов, благодаря чему внутри возникает вращающееся магнитное поле. Если поместить беличью клетку внутрь, то магнитное поле будет пересекать проводники беличьей клетки отчего возникнет электродвижущая сила и токи.
Пошагово процесс выглядит следующим образом:
1. При запуске двигателя магнитное поле статора пересекается с контуром ротора и индуцирует электродвижущую силу.
2. В накоротко замкнутом роторе возникает переменный ток.
3. Два магнитных поля (статора и ротора) создают крутящий момент.
4. Крутящийся ротор пытается «догнать» поле статора.
5. В тот момент, когда частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадут, электромагнитные процессы в роторе затухают и крутящий момент становится равным нулю.
6. Магнитное поле статора возбуждает контур ротора, который к этому моменту снова отстает.
То есть ротор всегда медленнее магнитного поля статора, что и обеспечивает асинхронность.
Поскольку ток в роторе индуцируется бесконтактно, отпадает необходимость установки скользящих контактов, что делает асинхронные двигатели более надежными и эффективными. Изменяя направление тока в одной из обмоток (для этого нужно поменять фазы на клеммах), вы можете «заставить» мотор вращаться в ту или другую сторону.
Устройство синхронного электродвигателя состоит из: 1) неподвижной части (якорь или статор); 2) подвижной части (ротор или индуктор); 3) вентилятора; 4) контактных колец; 5) щеток; 6) возбудителя.
Статор представляет собой сердечник, состоящий из обмоток, который заключен в корпус. Индуктор комплектуется электромагнитами постоянного тока (полюсами). Конструкция индуктора может быть двух видов – явнополюсная и неявнополюсная. В статоре и роторе расположены ферромагнитные сердечники, изготовленные из специальной электротехнической стали. Они необходимы для уменьшения магнитного сопротивления и улучшения прохождения магнитного потока.
Частота вращения ротора в синхронном двигателе равна частоте вращения магнитного поля. Независимо от подключаемой нагрузки частота ротора неизменна, так как число пар полюсов магнитного поля и ротора совпадают. Их взаимодействие обеспечивает постоянную угловую скорость, не зависящую от момента, приложенного к валу.
Основное отличие синхронного двигателя от асинхронного:
Обороты асинхронного двигателя под нагрузкой всегда на величину скольжения отстают от вращения магнитного поля статора, в то время как обороты синхронного двигателя равны по частоте «оборотам» магнитного поля статора.