Асинхронный электродвигатель, электронная асинхронная машина для преобразования электронной энергии в механическую. Механизм работы асинхронного электродвигателя основан на содействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трехфазного переменного тока по обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в итоге чего появляются механические усилия, заставляющие ротор крутиться в сторону вращения
магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n₁ .Т. о., ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю. Впервые явление, нареченное магнетизмом вращения, показал французский физик Д. Ф. Арагон (1824). Он показал, что укрепленный на вертикальной оси медный диск начинает крутиться, если крутить над ним неизменный магнит. Спустя 55 лет, 28 июня 1879, британский ученый У. Бейли получил вращение магнитного поля последовательным подключением обмоток 4 стержневых электромагнитов к источнику неизменного тока. В работах М. Депре (Франция, 1880—1883), И. Томсона (США, 1887) и др. описываются устройства, основанные также на свойствах вращающегося магнитного поля. Но серьезное научное изложение сути этого явления в первый раз, фактически сразу и независимо друг от друга, было дано в 1888 итальянским физиком Г. Феррарисом и хорватским инженером и ученым Н. Тесла.

Двухфазный асинхронный электродвигатель. был придуман Н. Тесла в 1887 (британский патент № 6481), общественное сообщение об этом изобретении он сделал в 1888. Распространения этот тип асинхронного мотора не получил приемущественно из-за нехороших пусковых черт. В 1889 М. О. Доливо-Добровольский испытал сконструированный им 1-ый в мире трехфазный асинхронный движок, в каком применил ротор типа «беличье колесо» (германский патент № 51083), а обмотку статора расположил в пазах по всей окружности статора. В 1890 Доливо-Добровольский изобрел фазный ротор с кольцами и пусковыми устройствами (патенты британский № 20425 и германский № 75361). Через 2 года им была предложена конструкция ротора, нареченная «двойной беличьей клеткой», которую, но, стали обширно использовать только с 1898 благодаря работам французского инженера П. Бушеро, представившего асинхронный электродвигатель с таким ротором, как движок со особыми пусковыми чертами.

Благодаря собственной простоте устройства, надежности в эксплуатации движки такового типа являются самыми всераспространенными электронными машинами в мире.Фазные обмотки статора электродвигателя соединяются в звезду либо треугольник (зависимо от напряжения сети). Если в паспорте электродвигателя обозначено, что обмотки выполнены на напряжение 220/380 В, то при включении его в сеть с линейным напряжением 220 В обмотки соединяют в треугольник, а при включении в сеть 380 В – в звезду.

Схемы соединения обмоток статора трехфазного асинхронного мотора: а – в звезду, б – в треугольник, в – в звезду и треугольник на клеммном щитке электродвигателя

Схема включения асинхронного электродвигателя с фазным ротором: 1 – обмотка статора, 2 – обмотка ротора, 3 – контактные кольца, 4 – щетки, R – резисторы.
Для конфигурации направления вращения вала асинхронного мотора нужно поменять направление вращения магнитного поля статора. Для этого довольно поменять местами два всех провода, соединяющих обмотку статора с питающей сетью.

Закулисная сторона истории.

История сотворения мотора переменного тока, основанного на изобретении вращающегося магнитного поля, еще более драматична и даже детективна, как и всякая история реального изобретения. В статье, размещенной на веб-сайте все осталось за кадром.
Движки неизменного тока уже эксплуатировались на полную мощность. Концентрация промышленных объектов вдалеке от мест производства электроэнергии, добивалась ее передачи на все огромные и огромные расстояния. Но передача неизменного тока на такие расстояния вела к большущим потерям. Такая передача была бы целесообразна только при применении напряжения в 10-ки тыщ вольт.
Но получить такое напряжение в генераторах неизменного тока было нереально. Тогда пришли к идее передачи переменного тока с следующей его трансформацией.

Пользуясь, однофазовыми генераторами с механической коммутацией концов катушек ротора (коллектор, щетки) стали создавать переменный ток низкого напряжения, потом трансформаторами увеличивать его до хоть какой требуемой величины, передавать на расстояние высочайшим напряжением, а на месте употребления опять снижать до требуемого и использовать в токоприемниках. Но… опять появлялась неувязка выпрямления переменного тока в неизменный для использования в движках, что приводило фактически к таким же потерям, что и в линиях при передаче неизменного тока
Еще не было электродвигателей переменного тока. А ведь уже сначала 1880-х годов электроэнергия потреблялась приемущественно для силовых нужд. Электродвигатели неизменного тока для привода самых разных машин применялись все обширнее.
Сделать электродвигатель, который мог бы работать на токе без выпрямителей, стало основной задачей электротехники.
«В поисках новых путей всегда нужно обернуться вспять. Не было ли в истории электротехники чего-либо такового, что могло бы дать подсказку путь к созданию электродвигателя переменного тока?
Поиски в прошедшем увенчались фуррором. Вспомнили: еще в 1824 году Арагон показывал опыт, положивший начало огромному количеству плодотворных исследовательских работ. Идет речь о демонстрации «магнетизма вращения». Медный (не магнитный) диск увлекался вращающимся магнитом.
Появилась мысль, нельзя ли, заменив диск витками обмотки, а крутящийся магнит вращающимся магнитным полем, сделать электродвигатель переменного тока? Наверняка, можно, но как получить вращение магнитного поля?
В эти годы было предложено много разных методов внедрения переменного тока. Честный историк электротехники должен будет именовать имена разных физиков и инженеров, пытавшихся посреди 80-х годов сделать электродвигатели переменного тока. Он не забудет напомнить об опытах Бейли (1879 г.), Марселя Депре (1883 г), Бредли (1887 г.), о работах Венстрома, Хазельвандера и многих других. Предложения, непременно, были очень увлекательны, но ни одно из их не могло удовлетворить индустрия: электродвигатели их были или громоздки и неэкономичны, или сложны и ненадежны.» (Ржонсницкий Борис Николаевич. «Тесла» ЖЗЛ 1959)
Они все были основаны на механической коммутации обмоток электромагнитов, что было еще дороже и ненадежнее чем выпрямление.
Поиски решения конкретно этой задачки, создание вращающегося магнитного поля, начал Никола Тесла. Он шел своим методом, и предложил коренное решение появившейся трудности.
Еще в Будапеште весной 1882 года Тесла ясно представил для себя, что если любым образом выполнить питание обмоток магнитных полюсов электродвигателя 2-мя разными переменными токами, отличающимися друг от друга только сдвигом по фазе, то чередование этих токов вызовет переменное образование северного и южного полюсов либо вращение магнитного поля. Крутящееся магнитное поле должно увлечь и обмотку ротора машины.

Тесла первым, еще в 1882 году независимо ни от кого, выстроил источник двухфазного тока (двухфазный генератор, синусоидального тока со сдвигом фаз 900) и таковой же двухфазный электродвигатель, уложив его статорные обмотки так, чтоб создавалось крутящееся магнитное поле и тем выполнил свою идею независимо, и без помощи других, и в первый раз. В этом конкретно и заключается создание мотора переменного тока.
Тогда он еще, так же как и никто в мире, не имел представления о паразитных токах взаимоиндукции и его пара «генератор-двигатель» с цельнометаллическими статором и ротором очень перегревалась. Но это был тот главный и отчаянный рывок в электротехнике, описанный им в патенте № 6481за 1887год, где Тесла на теоретическом уровне рассмотрев все вероятные случаи сдвига фаз, тормознул на сдвиге в 90°, другими словами на двухфазном токе, но обрисовал возможность внедрения вращающегося поля и для многофазных систем. На базе этого описания потом и работал Доливо-Добровольский над собственной трехфазной системой
«Но Тесла не был единственным ученым, вспомнившим об опыте Араго и нашедшим решение принципиальной трудности. В те же годы исследовательскими работами в области переменных токов занимался итальянский физик Галилее Феррарис, представитель Италии на многих интернациональных конгрессах электриков (1881 и 1882 годы в Париже, 1883 год в Вене и другие). Подготавливая лекции по оптике, он пришел к мысли о способности постановки опыта, демонстрирующего характеристики световых волн. Для этого Феррарис укрепил на узкой нити медный цилиндр, на который действовали два магнитных поля, сдвинутых под углом в 90°. При включении тока в катушки, попеременно создающие магнитные поля то в одной, то в другой из их, (снова же при помощи механической коммутации обмоток этих катушек М.Н.) цилиндр под действием этих полей поворачивался и закручивал нить, в итоге чего подымался на некую величину ввысь. Устройство это отлично конструировало явление, известное под заглавием поляризации света.
Феррарис и не подразумевал использовать свою модель для каких-то электротехнических целей. Это был всего только лекционный прибор, остроумие которого заключалось в опытном применении электродинамического явления для демонстраций в области оптики.
Феррарис не ограничился этой моделью. Во 2-ой, более совершенной модели ему удалось добиться вращения цилиндра со скоростью до 900 об/мин. Но за определенными пределами, вроде бы ни увеличивалась в цепи сила тока, создававшего магнитные поля (другими словами, вроде бы ни увеличивалась затрачиваемая мощность), добиться роста числа оборотов не удавалось. Подсчеты проявили, что мощность 2-ой модели не превосходила 3 ватт.
Непременно, Феррарис, будучи не только лишь оптиком, да и электриком, не мог не осознавать значения сделанных им опытов. Но ему, по собственному его признанию, и в голову не приходило применить этот принцип к созданию электродвигателя переменного тока. Самое огромное, что он подразумевал, это использовать его для измерения силы тока, и даже начал конструировать таковой прибор.
18 марта 1888 года в Туринской Академии Феррарис сделал доклад «Электродинамическое вращение, произведенное при помощи переменных токов». В нем он поведал о собственных опытах и пробовал обосновать, что получение в таком приборе коэффициента полезного деяния выше 50 процентов нереально.
Феррарис был от всей души убежден, что, доказав нецелесообразность использования переменных магнитных полей для практических целей, он оказывает науке огромную услугу.
Доклад Феррариса обогнал сообщение Николы Тесла в Южноамериканском институте электроинженеров.
Но заявка, поданная для получения патента еще в октябре 1887 года, свидетельствует о бесспорном приоритете Тесла перед Феррарисом.» (Ржонсницкий.)
Но не это принципно! Принципно то, что Феррарис создавал крутящееся магнитное поле механической коммутацией концов катушек электромагнитов, а Тесла еще сделал и двухфазный генератор переменного тока и обрисовал его работу в собственном патенте за 1887 год. Однофазовые генераторы переменного тока уже издавна работали как и однофазовые же трансформаторы. Т.е. Тесла открыл само явление под заглавием «сдвиг фаз» и в первый раз уложил обмотки и генератора и мотора особым образом, заложив базы для сотворения многофазных систем.
«Что же касается публикации, то статья Феррариса, доступная для чтения всем электрикам мира, была размещена только в июне 1888 года, другими словами после обширно известного доклада Тесла.
На утверждение Феррариса, что работы по исследованию вращающегося магнитного поля начаты им в 1885 году, Тесла имел все основания сделать возражение, что он занимался этой неувязкой еще в Граце, решение ее отыскал в 1882 году, а в 1884 году в Страсбурге показывал действующую модель собственного мотора.
Но, естественно, дело не только лишь в приоритете. Непременно, оба ученых сделали одно и то же открытие независимо друг от друга: Феррарис не мог знать о патентной заявке Тесла, так же как и последний не мог знать о работах итальянского физика.» (Ржонсницкий)
Снова повторяю, принципное отличие открытия Николы Тесла от описания явления Галилео Феррариса и позднейших разработок Доливо-Добровольского, заключается в разработке им рабочей пары многофазного переменного тока «генератор-двигатель» и теоретического описания принципа их работы.
Сам Тесла с узкой издевкой признавал: «…доктор Феррарис не просто независимо пришел к этим же теоретическим результатам, ? даже его манера была фактически сходна с моей»
С таковой же узкой издевкой он, после пожара в собственной лаборатории 13 марта 1895 года стопроцентно уничтожившим его разработки, опубликовал «опровержение» в ответ на слухи о поджоге: «Я считаю Эдисона очень приличным человеком и огромным изобретателем, чтоб он мог быть заподозрен в настолько бесчестном поступке»
Дальше действия развивались еще больше драматично. В конце июля 1888 года Тесла продал все свои патенты 14 шт. на систему многофазных токов Джорджу Вестингаузу за смехотворную сумму в 1 млн. баксов, но с «дополнительным соглашением», – по 1 баксу за каждую лошадиную силу с внедрением этой системы. За пару лет эксплуатации системы Тесла, долг «Вестингауз Электрик Компани» ему превысил 12 млн. баксов и угрожал компании разорением. Т.е. обозначенные в статье «несовершенства» многофазной системы Тесла не мешали Вестингаузу получать колоссальные прибыли. А позже Тесла при выяснении отношений меж ним и лично Джорджем Вестингаузом, разорвал это «до соглашение», плюнув в лицо всей системе «неисполнимых обязательств».
Позже он еще, позже в 1915 году, отказался от Нобелевской премии, унизительно для него присужденной вместе с Томасом Альвой Эдисоном, которого он никогда не считал изобретателем, а только пробивным коммерсантом, основавшем тогда уже свою «Дженерал Электрик». Еще позже он отказался от золотой медали Эдисона Южноамериканского института электроинженеров. А позже, когда ему эту медаль все-же всучили, он, разрезав ее напополам, рассчитался в счет заработной платы с 2-мя своими сотрудниками.
Mikula