ВВЕДЕНИЕ
Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве и в быту. Они выпускаются большими сериями и в индивидуальном исполнении. Во многих случаях электрические машины определяют технический уровень изделий, в который они используются в качестве генераторов и двигателей. Проектирование электрических машин требует глубоких знаний и высокого профессионального мастерства.
Впервые электрические машины получили применение в промышленности более ста лет назад. Тогда же появились первые рекомендации по их расчету.
В настоящее время асинхронные двигатели потребляют около 50% электрической энергии, вырабатываемой электрическими станциями страны. Такое широкое распространение двигатели получили благодаря конструктивной простоте, низкой стоимости и высокой эксплуатационной надежности при минимальном обслуживании. Широк диапазон мощностей, на которые выпускаются эти двигатели, - от долей ватта до десятков тысяч ватт. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1 кВт он составляет 0,7 – 0,95 и только в микродвигателях снижается до 0,2 – 0,65.
Наряду с большими достоинствами асинхронные двигатели имеют и некоторые недостатки. К их числу следует отнести потребление из сети реактивного тока, необходимого для создания магнитного потока, в результате чего асинхронные двигатели работают с cosφ < 1 (при мощности от 1 кВт и выше cosφ = 0,7 – 0,9, а в микродвигателях 0,3 – 0,7). Кроме того, по возможностям регулировать частоту вращения они уступают двигателям постоянного тока.
Асинхронные двигатели изготовляются для работы от однофазных, двухфазных и трехфазных сетей переменного тока. Но главным образом они выпускаются для работы от трехфазных сетей.
Открытие асинхронных машин относится к 80–м годам прошлого столетия. Их создание связывают с именами итальянского ученого Г. Феррариса, югославского ученого Н. Тесла и русского ученого М. О. Доливо – Добровольского. Г. Феррарис и Н. Тесла независимо друг от друга в 1888 г. предложили способ получения двухфазного вращающегося поля и создали первые асинхронные машины. Однако эти двигатели не получили широкого применения.
Большую роль в создании асинхронных двигателей сыграл М. О. Доливо – добровольский. В 1889 г. он впервые использовал трехфазный ток для получения вращающегося магнитного поля, применил на статоре распределенную трехфазную обмотку и обмотку ротора в виде беличьей клетки. Он также предложил трехфазную обмотку ротора, выведенную на контактные кольца, и использовал для пуска двигателя реостат, подключаемый к обмотке ротора через контактные кольца.
Почти за 100 лет существования асинхронных двигателей в них совершенствовались применяемые материалы, конструкция отдельных узлов и деталей, технология изготовления; однако принципиальные конструкторские решения, предложенные М. О. Доливо – Добровольским, в основном остались неизменными. В дальнейшем большое применение получили также и однофазные асинхронные двигатели в основном для электробытовых приборов. Появилось также большое количество разновидностей и модификаций асинхронных микромашин, в частности асинхронные исполнительные двигатели, тахогенераторы, сельсины, поворотные трансформаторы и др.