Silnik elektryczny jest urządzeniem elektromechanicznym, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. W przypadku pracy trójfazowej AC (prąd przemienny) najczęściej stosowanym silnikiem jest trójfazowy silnik indukcyjny, ponieważ ten typ silnika nie wymaga dodatkowego urządzenia rozruchowego. Tego typu silniki są znane jako samoczynne silniki indukcyjne.
Aby dobrze zrozumieć zasadę działania trójfazowego silnika indukcyjnego, niezbędne jest zrozumienie budowy trójfazowego silnika indukcyjnego. Zatem silniki elektryczne trójfazowe składają się z kilku głównych części.
Stojan 3-fazowego silnika indukcyjnego
Stojan trójfazowego silnika indukcyjnego składa się z wielu gniazd do budowy 3-fazowego obwodu uzwojenia, który łączymy z 3-fazowym źródłem prądu przemiennego. Uzwojenia trójfazowe układamy tak, aby po włączeniu trójfazowego źródła zasilania AC wytwarzały jedno wirujące pole magnetyczne.
Wirnik 3-fazowego silnika indukcyjnego
Wirnik trójfazowego silnika indukcyjnego składa się z cylindrycznego laminowanego rdzenia z równoległymi szczelinami, w których mogą znajdować się przewodniki. Przewody to ciężkie miedziane lub aluminiowe pręty umieszczone w każdym gnieździe i zwarte przez pierścienie końcowe. Szczeliny nie są dokładnie równoległe do osi wału, ale są nieco skośne, ponieważ takie ustawienie zmniejsza szum magnetyczny i pozwala uniknąć utknięcia silnika.
Działanie trójfazowego silnika indukcyjnego
Stojan silnika składa się z zachodzących na siebie uzwojeń przesuniętych o kąt elektryczny 120o. Kiedy podłączymy uzwojenie pierwotne lub stojan do 3-fazowego źródła prądu przemiennego, powstaje wirujące pole magnetyczne, które obraca się z prędkością synchroniczną.
Ponieważ uzwojenie wirnika w silniku indukcyjnym jest albo zamknięte przez rezystancję zewnętrzną, albo bezpośrednio zwarte przez pierścień końcowy i przecina wirujące pole magnetyczne stojana, w miedzianym pręcie wirnika indukowana jest siła elektromotoryczna, dzięki której prąd przepływa przez wirnik konduktor. Tutaj względna prędkość między wirującym strumieniem a statycznym przewodem wirnika jest przyczyną generowania prądu – stąd zgodnie z prawem Lenza wirnik będzie się obracał w tym samym kierunku, aby zmniejszyć przyczynę, tj. prędkość względną.
Zatem z zasady działania trójfazowego silnika indukcyjnego można zauważyć, że prędkość wirnika nie powinna osiągać prędkości synchronicznej wytwarzanej przez stojan. Jeśli prędkości stałyby się równe, nie byłoby takiej prędkości względnej, więc w wirniku nie indukowałby się i nie płynąłby prąd, a zatem nie byłby generowany moment obrotowy. W konsekwencji wirnik nie może osiągnąć prędkości synchronicznej. Różnica między prędkościami stojana (prędkości synchronicznej) i prędkości wirnika nazywana jest poślizgiem. Rotacja pola magnetycznego w silniku indukcyjnym ma tę zaletę, że nie ma potrzeby wykonywania połączeń elektrycznych z wirnikiem.
Pamiętaj, że ten temat w żaden sposób nie został tutaj wyczerpany.