Электричество шаг за шагом

Как работает синхронный двигатель, проще всего понять на двухполюсном его варианте, который, как обратимая машина, в принципе не отличается от такого же синхронного генератора. У маломощного синхронного двигателя ротор — обычный постоянный магнит. Если раскрутить ротор, так чтобы он вращался с частотой питающего переменного тока, то он всегда будет втягиваться в магнитное поле обмоток статора — сменится направление тока в обмотке, а к ней уже подходит другой полюс постоянного магнита. Главное неудобство именно в этом «если раскрутить»: синхронный двигатель, в отличие от асинхронного, сам с места не трогается, его ротор действительно нужно предварительно раскрутить до определённых оборотов, его, как принято говорить, нужно ввести в синхронизм. Зато после этого синхронный двигатель с довольно высокой точностью держит обороты даже при изменении механической нагрузки на валу (у асинхронного двигателя при увеличении нагрузки обороты могут снижаться на 10–15 %)

Р-94. ТРЁХФАЗНЫЙ ТОК ДВИГАЕТ ПО КРУГУ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СТАТОРА, ОНО ВРАЩАЕТ РОТОР И С НИМ РАБОЧУЮ ОСЬ ДВИГАТЕЛЯ. Основа этого двигателя — вращающееся магнитное поле. Его легко создать, имея трёхфазный генератор переменного ток и разместив в статоре двигателя три катушки на равном расстоянии одна от другой (1), — любая катушка отдалена от соседней на угол 120 градусов. Теперь подадим на эти катушки двигателя трехфазное напряжение с генератора — на катушку обозначенную φ1 подадим первую фазу, на φ2 — вторую и на φ3 третью. В этих катушках будет поочередно появляться ток, созданный генератором и 50 раз в секунду (в нашем опыте соблюдаются государственные стандарты) он будет создавать очередной виток вращающегося магнитного поля. Расположив в центре свободно вращающийся постоянный магнит, мы увидим, что он, судя по всему, вращается вместе с этим полем. То же самое произойдет, если заменить магнит электромагнитом — короткозамкнутой катушкой, ток в которой наводят электромагниты статора (2). Нам остаётся добавить, что ротор (электромагнит) не может вращаться точно с той же скоростью, что и магнитное поле так как при этом охватывающее ротор поле не будет меняться и в его обмотке ток не наведется. Поэтому скорость вращения ротора (электромагнита) автоматически устанавливается меньшей, чем скорость вращающегося магнитного поля, а сконструированный нами двигатель называют асинхронным. Приставка а- в данном случае является отрицанием (как, например, в слове «аполитичный» — оторвавшийся от политической жизни), и название «асинхронный» означает «не синхронный».

Синхронный двигатель держит обороты до последнего, если ему слишком трудно, то он просто останавливается. А запускают его на холостом ходу, без нагрузки, с помощью другого небольшого двигателя. Или используют синхронный двигатель с асинхронным пуском — в нём есть дополнительные обмотки, которые на время пуска превращают двигатель в асинхронный, а затем отключаются, когда ротор входит в синхронизм.