Mașina Asincronă

3.3 Maşina asincronă

Principiul de funcţionare. Elemente constructive.

Maşina asincronă se foloseşte mai ales ca motor asincron, astfel că vom prezenta cu precădere funcţionarea şi caracteristicile motorului asincron. Statorul motorului asincron este prevăzut cu o înfăşurare trifazată având cele trei faze dispuse decalat la periferia statorului la un unghi de 1200 una faţă de cealaltă. Alimentând înfăşurările statorice cu un sistem trifazat de tensiuni simetric prin înfăşurări vor lua naştere trei curenţi ce formează un sistem trifazat simetric. Astfel în motorul asincron va lua naştere, la fel ca la motorul sincron, un câmp magnetic rotitor. Am reprezentat în figura alăturată câmpul magnetic rotitor de inducţie B prin liniile de câmp magnetic, iar printr-o săgeată am reprezentat sensul de rotaţie (cel trigonometric) al acestui câmp în jurul axei perpendiculare pe figură ce trece prin punctul O. Dacă pe axa din O se află un cadru metalic (spiră în scurtcircuit) ce se poate roti se observă că atunci când cadrul metalic este nemişcat sau când se roteşte cu o viteză unghiulară diferită de aceea a câmpului magnetic rotitor, în cadrul metalic se induce o tensiune electromotoare care dă naştere în cadru la un curent indus. Pe baza regulii lui Lenz se constată că sensul curentului indus în cadru (spiră), când viteza de rotaţie a cadrului e mai mică decât a câmpului magnetic rotitor, este cel indicat în figură. Asupra laturilor cadrului parcurse de curentul indus, şi aflate în câmpul magnetic de inducţie B, vor acţiona forţele având sensul din figură, dat de regula mâinii stângi. Se observă că asupra cadrului acţionează un cuplu de forţe ce va antrena cadrul în mişcare de rotaţie în sensul de rotaţie al câmpului magnetic rotitor produs de înfăşurarea trifazată statorică. Este important de reţinut faptul că viteza de rotaţie a cadrului trebuie să fie mai mică decât aceea a câmpului magnetic rotitor pentru ca în cadru să se inducă un curent având sensul din figură şi, ca atare, asupra lui să apară cuplul de forţe menţionat. Dacă presupunem că, la un moment dat, viteza de rotaţie a cadrului ar deveni egală cu aceea a câmpului magnetic rotitor atunci nu ar mai exista t.em. indusă în cadru, deci nici curent indus şi viteza de rotaţie a cadrului s-ar micşora. Cadrul metalic, sau spira se roteşte cu o viteză de rotaţie mai mică decât aceea a câmpului magnetic rotitor, deci asincron.

Forţa ce acţionează asupra unui conductor parcurs de curent atunci când acesta se află într-un câmp magnetic poartă numele de forţă electromagetică. În cazul unui câmp magnetic uniform de inducţie B în care se află un conductor, perpendicular pe liniile de câmp magnetic, parcurs de un curent de intensitate i valoarea forţei electromagnetice este : F = B i l

unde l este lungimea conductorului parcurs de curent şi aflat în câmp magnetic.

Forţa are direcţia perpendiculară pe conductor, iar sensul acesteia este dat de regula mâinii stângi: se aşează mâna stângă cu palma astfel încât liniile de câmp magnetic să intre în palmă iar cele patru degete să fie în snsul curentului electric. Degetul mare al mâinii (palma deschisă) stângi va indica sensul forţei F.

Părţile constructive de bază ale motorului asincron sunt:

• statorul, cu o construcţie asemănătoare cu a motorului asincron; el cuprinde carcasa, miezul de fier (circuitul magnetic) statoric, înfăşurările statorice trifazate şi scuturile portlagăr,

• rotorul, partea mobilă a motorului, care cuprine arborele, miezul de fier rotoric confecţionat din tole de oţel electrotehnic, înfăşurarea rotorică sau colivia rotorică şi ventilatorul.

Rotorul are miezul de fier de formă cilindrică prevăzut cu crestături la periferia exterioară. În crestături este plasată înfăşurarea rotorică trifazată care poate fi de două feluri:

• înfăşurare rotorică propriu-zisă având capetele scoase la trei inele colectoare, în acest caz se spune că motorul este cu rotor bobinat,

• înfăşurare în scurtcircuit, când capetele înfăşurării rotorice sunt legate în scurtcircuit; în acest caz înfăşurarea rotorică are forma unei colivii confecţionată din bare de aluminiu, aşezate în crestăturile rotorice, şi scurcircuitate la capete prin inele frontale; în acest caz se spune că motorul asincron este cu rotorul în scurtcircuit sau cu rotor în colivie.

Între miezul rotoric şi cel statoric există un întrefier de 0.25…2 mm.