Принцип работы асинхронного и синхронного двигателя
2025-07-13
Электродвигатели в целом делятся на три типа: синхронный двигатель, асинхронный двигатель (оба обычно подключаются к электросети переменного тока), а также двигатель постоянного тока.
Синхронный двигатель и асинхронный двигатель — это оба двигателя переменного тока, которые используют одно интересное свойство трёхфазного переменного тока: если три катушки расположить подобно лопастям миксера, не соприкасаясь друг с другом, и подать на них трёхфазное напряжение (a, b, c), то в их общем пространстве возникнет вращающееся магнитное поле, имеющее ту же частоту, что и приложенное напряжение. Если такие катушки встроить в статор, то в пространстве, где находится ротор, появится это вращающееся магнитное поле.
Благодаря этому полю можно представить, что в статоре вращается невидимый магнит. Если ротор — тоже магнит, то он будет захвачен этим вращением, и начнёт вращаться — получается электродвигатель. А если ротор начнёт вращать этот "невидимый магнит", то мы получаем генератор.
Исходя из этой идеи, если сделать ротор в виде электромагнита, и подавать на него ток с внешнего источника, то такой двигатель называется синхронный двигатель. Он так называется потому, что магнитное поле ротора создаётся независимо, и ротор может вращаться с той же скоростью, что и вращающееся поле статора. Независимое возбуждение ротора — это большое преимущество: синхронный двигатель легко поддаётся регулировке, например, позволяет управлять реактивной мощностью.
Позже люди поняли, что ротор необязательно должен быть электромагнитом. Можно сделать ротор в виде так называемой "беличьей клетки". Магнитное поле статора будет пересекать стержни этой клетки, и по правилу правой руки в них возникнет ток. При более глубоком анализе выясняется, что этот ток — тоже трёхфазный, и аналогично принципу действия статора, создаёт своё магнитное поле — свой "виртуальный магнит". При этом, что интересно, поле статора и поле ротора вращаются в пространстве с одинаковой скоростью. Таким образом, беличья клетка выполняет роль, аналогичную электромагниту. Но поскольку ток в клетке возникает из-за относительного движения с полем статора, магнитное поле ротора получается не независимым. Следовательно, скорость вращения ротора всегда чуть ниже скорости вращающегося поля статора — он не достигает синхронной скорости.
Синхронный двигатель благодаря наличию независимого магнитного поля ротора ведёт себя как активная нагрузка в электрической цепи. А асинхронный двигатель, где всё во вращающейся части создаётся за счёт поля статора, является пассивной нагрузкой. В проектировании, конечно, синхронный двигатель более сложен.
Если вы хотите узнать больше о синхронный двигатель, свяжитесь с нами — мы предоставим вам более подробную информацию по этой теме.
