Asynchronní motor

Asynchronní motor je točivý elektrický stroj (elektromotor), pracující na střídavý proud. Je také  nejrozšířenějším pohonem v elektrotechnice vůbec. Tok energie mezi hlavními částmi motoru (stator a rotor) je realizován výhradně pomocí elektromagnetické indukce, proto se často tento motor označuje jako motor indukční.

Výhodou asynchronního motoru je vysoká spolehlivost, jednoduchá konstrukce a napájení z běžné střídavé sítě.

Napájecí napětí může být jednofázové nebo trojfázové. Trojfázové je výrazně používanější.

Hlavních části

Stator (pevná část) - je u většiny typů prakticky stejný. Je složen z nosné kostry motoru, svazku statorových plechů a statorového vinutí.

Rotor (pohyblivá část) - hřídel s nalisovanými rotorovými (elektrotechnickými) plechy s drážkami, do kterých se vkládají měděné tyče, které jsou na obou stranách spojeny mosaznými kruhy. Takto upravený rotor se nazývá kotva na krátko nebo kotva klecová.

Kotva na krátko - v drážkách rotoru jsou nalisovány neizolované měděné, mosazné nebo hliníkové tyče, které jsou na obou koncích spojeny zkratovacími kroužky. Tyče spolu s kroužky mají podobu klece (klecový rotor).

Kroužková kotva - na hřídeli jsou kromě svazku rotorových plechů i sběrné kroužky. V drážkách plechů je uloženo trojfázové vinutí z izolovaných vodičů, které je zapojeno většinou do hvězdy, zřídka do trojúhelníka. Na tři sběrací kroužky je připojeno vinutí rotoru, ke kterým lze připojit činné odpory sloužící k rozběhu motoru.

Princip činnosti

Základem činnosti asynchronního motoru je vytvoření točivého magnetického pole, které vznikne průchodem střídavého trojfázového proudu vinutím statoru. Toto magnetické pole indukuje v rotoru napětí a vzniklý proud vyvolává sílu otáčející rotorem.

Otáčky točivého pole jsou dány kmitočtem napětí odebíraného ze sítě a počtem pólů trojfázového motoru.

kde f je kmitočet proudu a p je počet pólových dvojic statoru.

Rotor se nikdy nemůže otáčet stejnými otáčkami jako magnetické pole statoru. Pokud by se tak stalo, pak by se rotor a magnetické pole vůči sobě nepohybovaly. Potom by se ani neindukovalo napětí a nevznikala by točivá síla. Míra rozdílu otáček magnetického pole a rotoru je nazývána skluz, udávána v procentech a definována jako:

kde n₁ jsou otáčky magnetického pole statoru, n jsou otáčky rotoru. Podle hodnoty skluzu lze snadno rozdělit.

Oblasti práce asynchronního stroje:

Když je skluz od -∞ do 0, je stroj generátorem

Když je skluz od 0 do 1, je stroj jako motor

Když je skluz od 1 do +∞, jedná se o brzdu.

Jednofázový asynchronní motor

Konstrukce

Stator – je složen ze statorových plechů a dvojího vinutí. Hlavní vinutí je ve 2/3 drážek a pomocné vinutí je ve zbývající 1/3.

Rotor – je vždy klecového provedení.

V horní a dolní části U1-U2: hlavní vinutí,

Vlevo a vpravo Z1-Z2: pomocné vinutí

Princip činnosti

Aby rotor vytvářel točivý moment, musí se magnetické pole statoru vůči rotoru pohybovat. Při jednofázovém napájení se tedy musí proudy v hlavním a pomocném vinutí fázově posunout, aby vzniklo točivé magnetické pole. To se dociluje zapojením kondenzátoru, činného odporu nebo zvýšenou  indukčností pomocného vinutí. Fázový posun mezi proudy bývá 90°. Působení pomocného vinutí není pro samotný běh motoru nutné, a tak se po rozběhu odpojuje. Nejčastější způsob odpínání pomocného vinutí je odstředivým spínačem. Bylo zjištěno, že pokud zůstane pomocné vinutívčetně kondenzátorem zapojeno i po rozběhu motoru, zvýší se točivý moment motoru o cca 10% a zlepší se účiník.

Použití

Používá se pro elektrické pohony malých výkonů, přibližně max. do 2 kW, neboť ve veřejných sítích není vhodné ani technicky přípustně přílišné jednofázové zatížení. Tento typ motoru se využívá především tam, kde není nutné regulovat otáčky motoru během provozu stroje např. při pohonu kompresorů v lednicích. Regulace otáček pomocí frekvenčních měničů je nejen stále provozně drahá, ale bývá i zdrojem nežádoucího elektromagnetického rušení. V běžných domácích pračkách, sekačkách, ventilátorech, elektrickém ručním nářadí, kuchyňských robotech, vysavačích, vysoušečích vlasů právě z tohoto důvodu stále prozatím spíše převažují klasické komutátorové motory.

Pro zařízení s vyšším výkonem je tedy nutno použít sdružené třífázové napětí a klasický třífázový asynchronní motor.