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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA motori asincroni. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici Motore elettrico asincrono, macchina elettrica asincrona per la conversione di energia elettrica in energia meccanica. Il principio di funzionamento di A. e. si basa sull'interazione di un campo magnetico rotante che si verifica quando una corrente alternata trifase passa attraverso gli avvolgimenti dello statore con una corrente indotta dal campo dello statore negli avvolgimenti del rotore, determinando forze meccaniche che fanno ruotare il rotore nella direzione di rotazione del campo magnetico, a condizione che la velocità del rotore n sia inferiore alla frequenza di rotazione del campo n1. Pertanto, il rotore ruota in modo asincrono rispetto al campo. Per la prima volta il fenomeno chiamato magnetismo rotazionale fu dimostrato dal fisico francese D. F. Arago (1824). Ha mostrato che un disco di rame montato su un asse verticale inizia a ruotare se un magnete permanente viene ruotato su di esso. 55 anni dopo, il 28 giugno 1879, lo scienziato inglese W. Bailey ottenne la rotazione del campo magnetico collegando alternativamente gli avvolgimenti di 4 elettromagneti a stelo ad una sorgente di corrente continua. Le opere di M. Despres (Francia, 1880-1883), I. Thomson (USA, 1887) e altri descrivono dispositivi basati anche sulle proprietà di un campo magnetico rotante. Tuttavia, una rigorosa esposizione scientifica dell'essenza di questo fenomeno fu data nel 1888 dal fisico italiano G. Ferraris e dall'ingegnere e scienziato croato N. Tesla, quasi simultaneamente e indipendentemente l'uno dall'altro. Bifasico A. e. fu inventato da N. Tesla nel 1887 (brevetto inglese n. 6481), fece un annuncio pubblico di questa invenzione nel 1888. Questo tipo di A. e. non ricevuto principalmente a causa delle scarse prestazioni iniziali. Nel 1889, M. O. Dolivo-Dobrovolsky ha testato il primo AE trifase al mondo, da lui progettato, in cui ha utilizzato un rotore del tipo a "ruota di scoiattolo" (brevetto tedesco n. 51083) e ha posizionato l'avvolgimento dello statore in scanalature attorno all'intera circonferenza dello statore. Nel 1890 Dolivo-Dobrovolsky inventò un rotore di fase con anelli e dispositivi di avviamento (brevetti inglesi n. 20425 e tedeschi n. 75361). Dopo 2 anni, propose anche un progetto di rotore chiamato "doppia gabbia di scoiattolo", che però iniziò ad essere ampiamente utilizzato solo a partire dal 1898 grazie al lavoro dell'ingegnere francese P. Bouchereau, che introdusse A. e. con un rotore come un motore con caratteristiche di avviamento speciali. Il design di A. e., la loro potenza e dimensioni dipendono dallo scopo e dalle condizioni di lavoro. Ad esempio, motori raffreddati ad aria e ad acqua (applicazioni generali); sigillati, a bagno d'olio (per trapani elettrici) e antideflagranti (per lavori in miniere, zone esplosive, ecc.); a prova di polvere, spruzzi d'acqua (per l'uso in condizioni marine e climi tropicali), ecc. Alcuni tipi di A. e. (ad esempio step, per servosistemi, circuiti di automazione e telemeccanica, con controllo di velocità a passo, ecc.) vengono sviluppati e prodotti completi di centraline di comando e apparecchiature di avviamento, con riduttori incorporati. Trifase A. e. rispetto a quelli monofase hanno migliori caratteristiche di avviamento e funzionamento. I principali elementi strutturali di A. e .: lo statore è una parte fissa (Fig. 1 a) e il rotore è una parte rotante (Fig. 1 b, c). In conformità con il metodo di esecuzione dell'avvolgimento rotante di A. e. si dividono in motori con collettori rotanti e motori a gabbia di scoiattolo. Il traferro tra lo statore e il rotore in A. e. è reso il più piccolo possibile (fino a 0,25 mm). La frequenza di rotazione del rotore A. e. dipende dalla frequenza di rotazione del campo magnetico dello statore ed è determinato dalla frequenza della corrente di alimentazione e dal numero di coppie di poli del motore.
Quando si avvia A. e. con un rotore a gabbia di scoiattolo, si verifica una corrente di avviamento, la cui forza supera la forza della corrente nominale di 4-7 volte. Pertanto, il collegamento diretto alla rete viene utilizzato solo per motori fino a 200 kW. Più potente A. e. con un rotore a gabbia di scoiattolo, vengono prima accesi a una tensione ridotta in modo che la corrente di avviamento diminuisca di 3-4 volte. Allo stesso scopo, avviare A. e. tramite un autotrasformatore collegato in fase di avviamento in serie all'avvolgimento dello statore. La forza della corrente di avviamento dei motori con rotore di fase è limitata dalla resistenza di avviamento nel circuito del rotore, che viene gradualmente ridotta durante l'accelerazione del rotore. Dopo aver avviato A. e. l'avvolgimento del rotore è in cortocircuito. Per ridurre le perdite per attrito e l'usura delle spazzole, queste vengono solitamente sollevate da un dispositivo di sollevamento delle spazzole, che prima cortocircuita l'avvolgimento del rotore attraverso gli anelli. La frequenza di rotazione di A. e. sono regolati principalmente modificando il numero di coppie di poli, la resistenza inclusa nel circuito del rotore, modificando la frequenza della corrente di alimentazione e mettendo in cascata più macchine. Senso di rotazione A. e. cambiare commutando due fasi qualsiasi dell'avvolgimento dello statore. Grazie alla semplicità nella produzione e all'affidabilità nel funzionamento, è ampiamente utilizzato nell'azionamento elettrico. I principali svantaggi di A. e. - campo di controllo della velocità limitato e notevole consumo di potenza reattiva in modalità a basso carico. La creazione di convertitori di frequenza a semiconduttore statici regolabili amplia notevolmente l'ambito di applicazione di A. e. negli azionamenti elettrici a controllo automatico. Motore a induzione a condensatore 1) un motore elettrico asincrono alimentato da una rete monofase e avente due avvolgimenti sullo statore, uno dei quali è collegato direttamente alla rete e l'altro è collegato in serie con un condensatore elettrico per formare un campo magnetico rotante. I condensatori creano uno sfasamento tra le correnti di avvolgimento, i cui assi sono spostati nello spazio. La coppia massima si sviluppa quando lo sfasamento delle correnti è di 90° e le loro ampiezze sono scelte in modo che il campo rotante diventi circolare. All'inizio di K. a. e) entrambi i condensatori sono accesi e, dopo la sua accelerazione, uno dei condensatori è spento; ciò è dovuto al fatto che è richiesta molta meno capacità alla velocità nominale che all'avviamento. K.a. in termini di caratteristiche di avviamento e funzionamento, è vicino a un motore asincrono trifase. Viene applicato negli azionamenti elettrici di bassa potenza; a potenze superiori a 1 kW, viene utilizzato raramente a causa del costo e delle dimensioni significativi dei condensatori. 2) Motore asincrono trifase collegato tramite condensatore ad una rete monofase. La capacità di lavoro di un condensatore per un motore trifase è determinata dalla formula Cр = 2800
Schema (a) e diagramma vettoriale (b) di un motore a induzione con condensatore: U, UБ, LEI ÈC - voltaggio; ioA, IБ - correnti; A e B - avvolgimenti dello statore; B - interruttore centrifugo per scollegare C1 dopo l'accelerazione del motore; C1 e C2 - condensatori.
Schema di inclusione in una rete monofase di un motore asincrono trifase con avvolgimenti statorici collegati secondo lo schema "stella" (a) o "triangolo" (b): B1 Interruttore direzione di rotazione (retromarcia), V2 - Interruttore capacità di avviamento; DAр - condensatore funzionante; Cп - condensatore di avviamento; INFERNO - motore elettrico asincrono. Pubblicazione: library.espec.ru
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(µF) se gli avvolgimenti sono collegati a stella, oppure Cр = 4800 
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