Come funzionano le macchine asincrone e chi le ha inventate

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Anonim

Il motivo per cui le macchine asincrone sono ampiamente utilizzate è la semplicità del loro design, l'affidabilità e la producibilità. Applicabilità per una rete trifase e monofase, un'ampia gamma di potenza, facilità di cambio del senso di rotazione: tutto ciò li rende indispensabili come azionamenti per un'ampia varietà di dispositivi, comprese macchine utensili e sistemi di trasporto.

macchine asincrone
macchine asincrone

Il vantaggio essenziale delle macchine asincrone è la loro elevata efficienza.

I motori elettrici più comuni sono i kilowatt, il loro utilizzo è molto ampio, in quasi tutte le imprese industriali costituiscono la maggior parte dei dispositivi di azionamento.

Le macchine elettriche asincrone hanno preso il nome perché la loro velocità angolare dipende dall'entità del carico meccanico sull'albero. Inoltre, maggiore è la resistenza alla coppia, più ruota naturalmente più lentamente. Si chiama slittamento il ritardo della velocità angolare del rotore rispetto alla frequenza di rotazione del campo magnetico creato dalla corrente che passa attraverso gli avvolgimenti dello statore. Si calcola, di regola, come valore relativo:

macchine elettriche asincrone
macchine elettriche asincrone

S=(ωn-ωp)/ ωn

Dove:

ωn - velocità di rotazione del campo magnetico, rpm;

ωp - velocità del rotore, giri/min.

La dipendenza della quantità di slittamento relativo dal carico sull'albero si manifesta in particolare nel fatto che in modalità idle S è praticamente uguale a zero.

dispositivo macchina asincrono
dispositivo macchina asincrono

Il dispositivo di una macchina asincrona è lo stesso di qualsiasi altro motore elettrico o generatore. La superficie interna dello statore è dotata di scanalature speciali in cui sono posati gli avvolgimenti (nel caso di un'alimentazione trifase, ce ne sono tre e per i motori monofase - due). Anche il rotore è semplice, con un design a gabbia di scoiattolo e gli avvolgimenti sono in cortocircuito o hanno collettori rotanti.

Nel caso di un rotore a gabbia di scoiattolo dovuto alla captazione induttiva delle correnti dello statore, si verifica un EMF negli avvolgimenti del rotore secondo la regola della mano destra. Inoltre, tutto è semplice: due frame attraverso i quali passa una corrente elettrica iniziano a interagire tra loro e appare una coppia.

Le macchine asincrone, il cui rotore è dotato di collettori rotanti, funzionano ancora più facilmente: l'energia agli avvolgimenti rotanti viene fornita direttamente attraverso le spazzole di grafite. Tali rotori sono anche chiamati rotori di fase.

I motori asincroni monofase hanno due avvolgimenti, di lavoro e di avviamento, progettati per creare una coppia iniziale e far ruotare il rotore ad un angolo di lavorovelocità. Questi motori vengono utilizzati dove non è disponibile una rete trifase, ad esempio per azionare le parti rotanti di elettrodomestici.

Oltre ai motori, le macchine di scopo opposto, i generatori, sono asincrone. Il loro dispositivo è quasi lo stesso. A merito dell'ingegneria elettrica russa, possiamo parlare con sicurezza della priorità del nostro paese nel campo dei motori elettrici di questo tipo. M. O. Dolivo-Dobrovolsky nel 1889 fu il primo al mondo a utilizzare un'alimentazione trifase e ottenere un campo magnetico rotante. Le moderne macchine asincrone non sono fondamentalmente diverse dai primi motori elettrici trifase del grande inventore e scienziato russo.

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