Wie Asynchronmaschinen funktionieren und wer sie erfunden hat

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Der Grund, warum Asynchronmaschinen weit verbreitet sind, ist die Einfachheit ihrer Konstruktion, Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit. Einsetzbarkeit für ein Dreh- und Einphasennetz, großer Leistungsbereich, einfacher Drehrichtungswechsel – all das macht sie als Antriebe für verschiedenste Geräte, darunter Werkzeugmaschinen und Förderanlagen, unverzichtbar.

Der wesentliche Vorteil von Asynchronmaschinen ist ihr hoher Wirkungsgrad.

Die gebräuchlichsten Elektromotoren sind Kilowatt, ihre Verwendung ist sehr breit, in fast jedem Industriebetrieb machen sie den Großteil der Antriebsgeräte aus.

Asynchrone elektrische Maschinen haben ihren Namen, weil ihre Winkelgeschwindigkeit von der Größe der mechanischen Belastung der Welle abhängt. Darüber hinaus dreht es sich umso langsamer, je höher der Widerstand gegen das Drehmoment ist. Die Verzögerung der Winkelgeschwindigkeit des Rotors von der Rotationsfrequenz des Magnetfelds, das durch den durch die Statorwicklungen fließenden Strom erzeugt wird, wird als Schlupf bezeichnet. Er wird in der Regel relativ berechnet:

S=(ωn-ωp)/ ωn

Wo:

ωn - Rotationsgeschwindigkeit des Magnetfelds, U/min;

ωp - Rotordrehzahl, U/min.

Die Abhängigkeit des relativen Schlupfes von der Belastung der Welle äußert sich insbesondere darin, dass im Leerlauf S praktisch gleich Null ist.

Das Gerät einer Asynchronmaschine ist das gleiche wie bei jedem anderen Elektromotor oder Generator. Die Innenfläche des Stators ist mit speziellen Nuten ausgestattet, in die die Wicklungen eingelegt werden (bei einer dreiphasigen Stromversorgung sind es drei und bei einphasigen Motoren zwei). Der Rotor ist ebenfalls einfach, mit Käfigläufer, und die Wicklungen sind kurzgeschlossen oder haben Schleifringe.

Bei einem Käfigläufer entsteht durch induktive Anregung der Statorströme nach der Rechts-Hand-Regel eine EMK in den Rotorwicklungen. Außerdem ist alles einfach: Zwei Rahmen, durch die ein elektrischer Strom fließt, beginnen miteinander zu interagieren, und es entsteht ein Drehmoment.

Asynchronmaschinen, deren Rotor mit Schleifringen ausgestattet ist, arbeiten noch einfacher: Die Stromzufuhr zu den rotierenden Wicklungen erfolgt direkt über die Graphitbürsten. Solche Rotoren werden auch Phasenrotoren genannt.

Einphasige Asynchronmotoren haben zwei Wicklungen, die arbeiten und starten, um ein anfängliches Drehmoment zu erzeugen und den Rotor auf einen Arbeitswinkel zu drehenGeschwindigkeit. Diese Motoren werden dort eingesetzt, wo kein Drehstromnetz zur Verfügung steht, zum Beispiel zum Antrieb rotierender Teile von Haush altsgeräten.

Zusätzlich zu Motoren sind Maschinen mit entgegengesetztem Zweck, Generatoren, asynchron. Ihr Gerät ist fast das gleiche. Zum Verdienst der russischen Elektrotechnik können wir zuversichtlich über die Priorität unseres Landes auf dem Gebiet der Elektromotoren dieses Typs sprechen. M. O. Dolivo-Dobrovolsky war 1889 der erste auf der Welt, der eine dreiphasige Stromversorgung verwendete und ein rotierendes Magnetfeld erhielt. Moderne Asynchronmaschinen unterscheiden sich grundsätzlich nicht von den ersten Drehstrom-Elektromotoren des großen russischen Erfinders und Wissenschaftlers.