Hoe asynchrone machines werken en wie ze heeft uitgevonden

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:37

De reden waarom asynchrone machines veel worden gebruikt, is de eenvoud van hun ontwerp, betrouwbaarheid en maakbaarheid. Toepasbaarheid voor een driefasig en eenfasig netwerk, een breed vermogensbereik, gemakkelijke verandering van de draairichting - dit alles maakt ze onmisbaar als aandrijvingen voor een breed scala aan apparaten, waaronder werktuigmachines en transportsystemen.

Het essentiële voordeel van asynchrone machines is hun hoge efficiëntie.

De meest voorkomende elektromotoren zijn kilowatt, hun gebruik is zeer breed, in bijna elke industriële onderneming vormen ze de meerderheid van de aandrijfapparaten.

Asynchrone elektrische machines hebben hun naam gekregen omdat hun hoeksnelheid afhangt van de grootte van de mechanische belasting op de as. Bovendien, hoe hoger de weerstand tegen koppel, hoe natuurlijker het langzamer draait. De vertraging van de hoeksnelheid van de rotor ten opzichte van de rotatiefrequentie van het magnetische veld dat wordt gecreëerd door de stroom die door de statorwikkelingen gaat, wordt slip genoemd. Het wordt in de regel berekend als een relatieve waarde:

S=(ωn-ωp)/ ωn

Waar:

ωn - rotatiesnelheid magnetisch veld, rpm;

ωp - rotorsnelheid, tpm.

De afhankelijkheid van de relatieve hoeveelheid slip van de belasting op de as komt met name tot uiting in het feit dat in de ruststand S praktisch gelijk is aan nul.

Het apparaat van een asynchrone machine is hetzelfde als elke andere elektromotor of generator. Het binnenoppervlak van de stator is uitgerust met speciale groeven waarin de wikkelingen zijn gelegd (in het geval van een driefasige voeding zijn er drie en voor enkelfasige motoren - twee). De rotor is ook eenvoudig, met een eekhoornkooi-ontwerp, en de wikkelingen zijn kortgesloten of hebben sleepringen.

In het geval van een eekhoornkooirotor als gevolg van inductieve opname van de statorstromen, treedt een EMF op in de rotorwikkelingen volgens de rechterhandregel. Verder is alles eenvoudig: twee frames waar een elektrische stroom doorheen gaat, beginnen met elkaar te interageren en er verschijnt een koppel.

Asynchrone machines, waarvan de rotor is uitgerust met sleepringen, werken nog gemakkelijker: de stroom naar de roterende wikkelingen wordt rechtstreeks geleverd via de grafietborstels. Dergelijke rotoren worden ook faserotors genoemd.

Eenfasige asynchrone motoren hebben twee wikkelingen, werkend en startend, ontworpen om een initieel koppel te creëren en de rotor tot een werkhoek te laten draaiensnelheid. Deze motoren worden gebruikt waar geen driefasig netwerk beschikbaar is, bijvoorbeeld om de draaiende delen van huishoudelijke apparaten aan te drijven.

Naast motoren zijn machines met een tegengesteld doel, generatoren, asynchroon. Hun apparaat is bijna hetzelfde. Tot eer van de Russische elektrotechniek kunnen we vol vertrouwen spreken over de prioriteit van ons land op het gebied van elektromotoren van dit type. M. O. Dolivo-Dobrovolsky was in 1889 de eerste ter wereld die een driefasige voeding gebruikte en een roterend magnetisch veld verkreeg. Moderne asynchrone machines verschillen fundamenteel niet van de eerste driefasige elektromotoren van de grote Russische uitvinder en wetenschapper.