Принцип действия асинхронных электрических машин.
Как это работает.
Электрическими машинами называются машины, совершающие преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую. В первом случае электрические машины называются двигателями, во втором — генераторами. Асинхронные машины относятся к классу индуктивных электрических машин, действие которых основано на явлении электромагнитной индукции, открытом Фарадеем в 1831 г.
Для лучшего понимания принципов, на которых основана работа асинхронного электродвигателя, рассмотрим известный опыт
Араго, объясненный впоследствии Фарадеем. В этом опыте некоторый постоянный магнит М с полюсами N—S приводится во вращение механически с помощью рукоятки Р. На небольшом расстоянии от полюсов магнита устанавливается легкий медный диск Д на оси, которая может вращаться в подшипниках. При вращении рукоятки и соответственно закрепленного с нею магнита в медном диске наводятся токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем N — S, обеспечивают появление вращающего момента. Под влиянием этого момента диск также увлекается в сторону вращения магнита. Таким образом, диск Араго является прототипом современного асинхронного двигателя.
Если в магнитном поле поместить прямолинейный проводник длиной L перпендикулярно направлению поля и пропустить через него постоянный электрический ток I, то на проводник в соответствии с законом Ампера будет действовать механическая сила F. Эта сила равна (в ньютонах):
F=BLI,
где В — индукция магнитного поля, Тл; L — длина той части проводника, которая находится в магнитном поле, м; I — сила тока, проходящего по проводнику, А.
Таким образом, электрическая машина должна содержать две основные части: часть, создающую магнитное ноле, и часть, содержащую совокупность проводников, расположенных в этом поле. В электрических машинах магнитное поле обычно создается с помощью системы обмоток (катушек) с током, расположенных на стальных (ферромагнитных) сердечниках.
