Общие сведения. Асинхронные машины — это машины переменного тока. Слово «асинхронный» означает несинхронный или неодновременный. При этом имеется в виду, что у асинхронных машин частота вращения магнитного поля отличается от частоты вращения ротора. Асинхронные машины, как и все электрические машины, обладают свойством обратимости, т. е. могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Асинхронные двигатели имеют значительные преимущества по своим свойствам, характеристикам и эксплуатационным данным перед двигателями других типов. Такие двигатели могут быть однофазными, двухфазными и трехфазными; наибольшее распространение имеют трехфазные двигатели, которые в основном и рассматриваются в данной главе. Асинхронные генераторы почти не применяются, так как их характеристики значительно хуже, чем у синхронных генераторов.
Трехфазные асинхронные двигатели изобретены выдающимся русским электротехником М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. Конструкция двигателя, предложенная М. О. Доливо-Добровольским, была настолько проста, надежна и экономична, что в основных чертах сохранилась до настоящего времени. Подавляющее число электрических двигателей, используемых в промышленности, энергетике и других областях, являются асинхронными. Они широко применяются в станках, вентиляторах, насосах, автоматических системах и т. п. Диапазон мощностей асинхронных двигателей, выпускаемых промышленностью, составляет от долей ватта до тысяч киловатт.
Методические указания. Начинать изучение темы рекомендуется с изучения конструкции асинхронного двигателя и принципа образования вращающегося магнитного поля. При изучении принципа действия асинхронного двигателя важно понять, как законы электромагнитной индукции и электромагнитной силы связаны с появлением вращающего момента, почему частота вращения ротора меньше частоты вращения магнитного поля.
Анализ работы асинхронного двигателя в различных условиях и его характеристик невозможен без знания формул, определяющих частоту вращения поля (3.1), скольжения (3.2), частоту тока ротора (3.5), вращающего момента в трех формах (3.20), (3.23), (3.27) — эти формулы следует выписать и запомнить.
Важнейшими характеристиками асинхронного двигателя являются пусковая и механическая характеристики. Все характерные точки и участки этих характеристик, их физический смысл должны быть поняты и усвоены. С точки зрения применения и эксплуатации двигателя важно знать способы и особенности пуска, регулирования частоты вращения и торможения. При изучении этого материала надо понять электрическую схему того или иного способа и физические процессы, протекающие в двигателе, преимущества и недостатки каждого способа.
После усвоения материала каждого параграфа важно ответить на вопросы для самоконтроля, проработать решенные и нерешенные задачи.
