Что такое двигатель переменного тока?

Что такое двигатель переменного тока?

Двигатель переменного тока — это электродвигатель, который приводится в действие источником питания переменного тока.

AC означает переменный ток, который представляет собой ток с частотой, которая переключается между положительным и отрицательным с течением времени. Источник питания, который выдает такой ток, называется источником питания переменного тока (источником питания переменного тока).

Двигатели переменного тока в основном состоят из статора и ротора.

• Статор: Катушка, намотанная на пластину из электромагнитной стали.
• Ротор: Сердечник ротора, изготовленный из листа электромагнитной стали с алюминиевыми и катушечными обмотками, образующими структуру проводников в виде клетки.

Электродвигатель, приводимый в действие источником постоянного тока, называется двигателем постоянного тока или двигателем постоянного тока (англ. direct current motor).

Применение двигателей переменного тока

Двигатели переменного тока используются для вращения оборудования, такого как насосы на заводах, конвейеры, ролики и вентиляторы. Они используются путем соединения вращаемого оборудования (роликов и т. д.) и вала ротора с помощью устройства, называемого муфтой.

По сравнению с двигателями постоянного тока, которые приводятся в действие источником постоянного тока, двигатели переменного тока широко используются, поскольку их легче обслуживать и у них нет щеток, которые являются расходными материалами.

В последние годы двигатели переменного тока стали более широко использоваться, поскольку они позволяют контролировать скорость, что когда-то считалось более простым для двигателей постоянного тока.

Принцип работы двигателей переменного тока

Рисунок 1. Принцип создания вращающегося магнитного поля

В двигателях переменного тока трехфазный источник переменного тока, сдвинутый по фазе на 120 градусов, подается на катушку статора, а ток, протекающий через катушку, заставляет электромагнитную стальную пластину становиться электромагнитом, образуя магнитное поле в двигателе (закон правой резьбы определяет полярность электромагнита. Полярность электромагнита определяется законом правого винта.)

Поскольку источник переменного тока смещается по фазе со временем, положение магнитного поля вращается со временем, и это называется вращающимся магнитным полем. По мере вращения магнитного поля в роторе генерируются вихревые токи, а вихревые токи и магнитное поле генерируют вращающую силу, которая заставляет ротор вращаться (правило левой руки Флеминга определяет направление вращения). Этот принцип вращения использует принцип диска Араго.

Число полюсов статора называется числом полюсов и выражается как 2-полюсный или 4-полюсный. Скорость вращающегося магнитного поля Ns определяется числом полюсов p и частотой f источника питания p. Скорость N ротора имеет отставание, называемое скольжением s, относительно вращающегося магнитного поля, которое можно получить по формуле N = 120f (1 — s)/p. s)/p. Крутящий момент электродвигателя обратно пропорционален скорости вращающегося магнитного поля и максимален при запуске двигателя.

Типы двигателей переменного тока

Рисунок 2. Типы двигателей переменного тока

Двигатели переменного тока в основном классифицируются, как показано на рисунке 2.

Они в целом делятся на синхронные двигатели и асинхронные двигатели, но также могут быть классифицированы в соответствии с типом источника питания переменного тока.

• Однофазные двигатели переменного тока
  Эти двигатели питаются от 100 В переменного тока, который распределяется по домохозяйствам. Двигатели, используемые в бытовых приборах, например, двигатели стиральных машин, классифицируются в этой категории.
• Трехфазные двигатели переменного тока
  Эта категория включает двигатели для насосов и конвейеров, которые работают от трехфазного источника питания, например, те, которые используются на заводах. В Японии основным является AC200V.

Двигатели переменного тока также могут приводиться в действие от источников постоянного тока. В этом случае инвертор, преобразующий постоянный ток в трехфазный переменный, используется вместе.

1. Синхронный двигатель

Синхронный двигатель — это двигатель, в котором отсутствует проскальзывание (синхронизация) между вращающимся магнитным полем и ротором, и скорость вращения которого определяется числом полюсов в двигателе и частотой источника питания.

Синхронные двигатели классифицируются на различные типы в зависимости от конструкции ротора, но здесь мы обсудим тип с постоянными магнитами, который используется относительно часто.

Синхронные двигатели с постоянными магнитами имеют магниты в сердечнике ротора и вращаются, когда магнитное поле магнитов синхронизируется с вращающимся магнитным полем источника питания.

Магниты, закрепленные на поверхности сердечника ротора, называются поверхностными постоянными магнитами (SPM), а те, которые встроены в сердечник ротора, называются внутренними постоянными магнитами (IPM).

2. Асинхронный двигатель

Рисунок 3. Структура ротора асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели также называют индукционными двигателями или асинхронными двигателями.

Асинхронные двигатели характеризуются несколько более медленной скоростью ротора, чем синхронные двигатели (т. е. скорость вращения источника питания асинхронна со скоростью вращения ротора).

На рисунке 3 показана структура ротора асинхронного двигателя. Как показано на рисунке, асинхронные двигатели обычно состоят из алюминиевых или других проводников в форме клетки.

Вращающееся магнитное поле от источника переменного тока генерирует индуцированный ток в проводнике в форме клетки на основе принципа электромагнитной индукции, а закон Флеминга гласит, что сила генерируется действием тока и магнитного поля. Эта сила заставляет двигатели переменного тока вращаться и перемещать машину, соединенную с выходным валом.