עקרונות בסיסיים של מנועים אסינכרוניים

1. מנוע AC אסינכרוני

מנוע אסינכרוני AC הוא מנוע חשמלי המשתמש במתח AC כדי לפעול. הוא נמצא בשימוש נרחב במכשירי חשמל ביתיים כגון מאווררים חשמליים, מקררים, מכונות כביסה, מזגנים, מייבשי שיער, שואבי אבק, קולטי אדים, מדיחי כלים, מכונות תפירה חשמליות, מעבדי מזון, וכלים חשמליים שונים וציוד אלקטרומכני קטן.

מנועי AC אסינכרוניים מחולקים למנועי אינדוקציה ולמנועי קומוטטור AC. מנועי אינדוקציה מחולקים עוד יותר למנועים אסינכרוניים חד פאזיים, מנועי AC/DC דו-תכליתיים ומנועי דחייה.

מהירות המנוע (מהירות הרוטור) קטנה ממהירות השדה המגנטי המסתובב, ולכן היא נקראת מנוע אסינכרוני. זה בעצם זהה למנוע האינדוקציה. s=(ns-n)/ns. s הוא שיעור ההחלקה,
ns היא מהירות השדה המגנטי, ו-n היא מהירות הרוטור.

עקרון בסיסי:

1. כאשר המנוע האסינכרוני התלת-פאזי מחובר לאספקת מתח AC תלת-פאזי, מתפתל הסטטור התלת-פאזי זורם דרך הזרם הסימטרי התלת-פאזי כדי ליצור כוח מגנטו-מוטיב תלת-פאזי (כוח מגנטו-מוטיבי מסתובב של הסטטור) וליצור שדה מגנטי מסתובב.

2. לשדה המגנטי המסתובב יש תנועת חיתוך יחסית עם מוליך הרוטור. על פי העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית, מוליך הרוטור יוצר כוח אלקטרו-מוטורי מושרה ויוצר זרם מושרה.

3. על פי חוק הכוח האלקטרומגנטי, מוליך הרוטור נושא הזרם מופעל על ידי כוח אלקטרומגנטי בשדה המגנטי, יוצר מומנט אלקטרומגנטי, המניע את הרוטור להסתובב. כאשר ציר המנוע נושא עומס מכני, אנרגיה מכנית יוצאת החוצה.
מנוע אסינכרוני הוא מנוע AC, והיחס בין מהירותו בעומס לתדר של רשת החשמל המחוברת אינו קשר קבוע. זה גם משתנה עם גודל העומס. ככל שמומנט העומס גדול יותר, כך מהירות הרוטור נמוכה יותר. מנועים אסינכרוניים כוללים מנועי אינדוקציה, מנועים אסינכרוניים עם הזנה כפולה ומנועי קומוטטור AC. מנועי אינדוקציה הם הנפוצים ביותר, ומנועי אינדוקציה יכולים להיקרא בדרך כלל מנועים אסינכרוניים מבלי לגרום לאי הבנה או בלבול.
פיתול הסטטור של מנוע אסינכרוני רגיל מחובר לרשת החשמל AC, ואין צורך לחבר את פיתול הרוטור למקורות כוח אחרים. לכן, יש לו את היתרונות של מבנה פשוט, ייצור קל, שימוש ותחזוקה, פעולה אמינה, מסה קטנה ועלות נמוכה. למנועים אסינכרוניים יש יעילות פעולה גבוהה יותר ומאפייני עבודה טובים יותר. הם פועלים במהירות כמעט קבועה מחוסר עומס לעומס מלא, ויכולים לעמוד בדרישות ההולכה של רוב מכונות הייצור התעשייתיות והחקלאיות. גם מנועים אסינכרוניים קלים לחלוקה לסוגי הגנה שונים כדי לענות על הצרכים של תנאי סביבה שונים. כאשר המנוע האסינכרוני פועל, עליו לספוג כוח עירור תגובתי מרשת החשמל, מה שמדרדר את גורם ההספק של רשת החשמל. לכן, מנועים סינכרוניים משמשים לעתים קרובות להנעת ציוד מכני בעל הספק גבוה במהירות נמוכה כגון טחנות כדורים ומדחסים. מכיוון שלמהירות של המנוע האסינכרוני יש קשר החלקה מסוים עם מהירות השדה המגנטי המסתובב שלו, ביצועי ויסות המהירות שלו גרועים (למעט מנועי קומוטטור AC). עבור מכונות תחבורה, מפעלי גלגול, מכונות גדולות, מכונות הדפסה וצביעה וייצור נייר הדורשים טווח ויסות מהיר וחלק יותר, חסכוני ונוח יותר להשתמש במנועי DC. עם זאת, עם הפיתוח של מכשירים אלקטרוניים בעלי הספק גבוה ומערכות ויסות מהירות AC, ביצועי ויסות המהירות וחסכון של מנועים אסינכרוניים המתאימים לוויסות מהירות רחבה דומים לאלו של מנועי DC.