Silnik zasilający AC

1. Czym jest silnik indukcyjny AC?

Silnik indukcyjny AC to urządzenie, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną za pomocą prądu przemiennego (AC) oraz zasady indukcji elektromagnetycznej. Jego najważniejszą cechą jest to, że nie wymaga magnesów trwałych, szczotek ani komutatorów, które są komponentami mającymi kontakt fizyczny. W rezultacie ma prostą konstrukcję, długą żywotność i niskie koszty utrzymania.

2. Zasada działania

Obecnie na rynku dostępne są silniki indukcyjne AC jednofazowe i trójfazowe. Poniżej znajduje się wyjaśnienie ich zasady działania:

Silniki indukcyjne AC jednofazowe składają się z statora i wirnika. Gdy uzwojenie statora jest podłączone do jednofazowego zasilania AC, wytwarza pulsujące pole magnetyczne (a nie obracające się pole magnetyczne). Ponieważ prąd jednofazowy nie może bezpośrednio utworzyć obracającego się pola magnetycznego, silnik wymaga dodatkowych urządzeń (takich jak kondensator rozruchowy lub uzwojenie podzielone) w celu wytworzenia różnicy faz podczas rozruchu, co tworzy równoważne obracające się pole magnetyczne. To pole magnetyczne indukuje prądy wirowe w prętach wirnika, a interakcja między prądami wirowymi a polem magnetycznym generuje moment obrotowy, powodując obrót wirnika. Po rozruchu wyłącznik odśrodkowy może odłączyć pomocnicze uzwojenie, a silnik kontynuuje pracę wyłącznie na głównym uzwojeniu.

Silniki indukcyjne AC trójfazowe mają uzwojenia statora składające się z trzech zestawów przestrzennie symetrycznych cewek (oddzielonych o 120°). Po podłączeniu do trójfazowego zasilania AC, różnica faz między trzema prądami wytwarza ciągle obracające się pole magnetyczne w statorze. Wirnik jest zazwyczaj w konstrukcji klatki wiewiórczej, a jego pręty indukują prądy, gdy są przecinane przez obracające się pole magnetyczne, tworząc pole magnetyczne wirnika. Interakcja między polami magnetycznymi statora i wirnika generuje moment elektromagnetyczny, napędzając wirnik, aby podążał za kierunkiem obracającego się pola magnetycznego (z prędkością nieco mniejszą niż prędkość synchroniczna, znaną jako "poślizg").

3. Cechy produktu

Silniki indukcyjne AC stały się najczęściej stosowanym typem silników na świecie, głównie dzięki następującym zaletom:

• Niski koszt: Wykonane z powszechnych materiałów (żelazo, miedź, aluminium) oraz dojrzałych procesów produkcyjnych, co skutkuje niskimi kosztami produkcji.
• Trwałość i wytrzymałość: Brak zużycia szczotek, odpowiednie do trudnych warunków, takich jak wysokie temperatury i kurz, z długą żywotnością.
• Prosta konserwacja: Rutynowa konserwacja wymaga jedynie sprawdzenia łożysk i smarowania, co utrzymuje koszty utrzymania na niskim poziomie.
• Elastyczna kontrola prędkości: Po połączeniu z falownikiem prędkość może być łatwo dostosowywana do różnych wymagań obciążeniowych.

Uwaga: Silniki jednofazowe generują moment obrotowy przeciwny do kierunku obrotu podczas pracy, dlatego nie mogą zmieniać kierunku w krótkim czasie. Aby zmienić kierunek, należy upewnić się, że silnik całkowicie zatrzymał się przed ponownym uruchomieniem.

4. Scenariusze zastosowania

Silniki jednofazowe mają prostą konstrukcję i niski koszt, ale zapewniają niski moment rozruchowy, co sprawia, że są odpowiednie do lekkich zastosowań, takich jak urządzenia domowe (np. wentylatory, pralki).

Silniki trójfazowe nie wymagają dodatkowych urządzeń rozruchowych i mogą samodzielnie się uruchamiać. Działają płynnie, z wysoką wydajnością i momentem obrotowym, co sprawia, że są szeroko stosowane w sprzęcie przemysłowym (np. pompy wodne, sprężarki, narzędzia skrawające).