Silnik trójfazowy nazywa się też elektrycznym silnikiem asynchronicznym lub indukcyjnym. To maszyna, która pozwala zamienić prąd w energię mechaniczną dzięki zastosowaniu wirnika oraz elektromagnesu, inaczej zwanego również stojanem. Tego typu rozwiązanie stało się niezwykle popularne zwłaszcza w branży motoryzacyjnej, jednak silniki trójfazowe wykorzystuje się także w różnego rodzaju warsztatach czy w urządzeniach przemysłowych. Wynalazek ten, zbudowany w XIX wieku, stał się podstawą wielu urządzeń, bez których dziś nie wyobrażamy sobie życia. Co warto wiedzieć o silnikach trójfazowych? W jaki sposób te niezwykłe maszyny zamieniają energię elektryczną na mechaniczną?
Budowa silnika asynchronicznego
Aby wytłumaczyć, w jaki sposób działa elektryczny silnik trzyfazowy, należy najpierw pokrótce opisać jego budowę. Najważniejszym elementem tej maszyny jest wspomniany już w artykule elektromagnes. Zazwyczaj składa się on z uzwojenia zatopionego w syntetycznej żywicy, umieszczonego w wykonanych z blachy laminowanej rowkach rdzenia. Liczba i szerokość tworzących rdzeń szpuli różni się w zależności od ilości biegunów urządzenia, a co za tym idzie – od jego mocy obrotowej. To właśnie stojan wytwarza pole elektromagnetyczne, które wprawia w ruch kolejny element maszyny, czyli wirnik, zwany także rotorem. Tworzą go pierścienie wykonane zazwyczaj z aluminium lub miedzi oraz stalowy, przechodzący przez tarcze łożyskowe, wał. Elektryczny silnik trójfazowy dopełniają wentylator, a także obudowa.
Jak działa silnik trójfazowy?
Zasady funkcjonowania elektrycznego silnika asynchronicznego nie są skomplikowane. Podstawą jest podłączony do źródła prądu trójfazowego stojan, który wytwarza pole elektromagnetyczne wprawiające w ruch wał wirnika, a co za tym idzie – także sam rotor. Przez uzwojenie przepływają prądy sinusoidalne o takiej samej amplitudzie, które są względem siebie przesunięte czasowo o 120°. Powstałe dzięki temu pole magnetyczne, nazywane także polem wirującym, w połączeniu z płynącymi przez pierścień urządzenia prądami zwarciowymi, tworzy moment obrotowy na promieniu wirnika. Tarcia powstałe w łożyskach wywołują pewną różnicę pomiędzy prędkością obrotową wirnika a prędkością obrotową pola wirującego. W ten sposób zachowana zostaje równowaga między momentem przyspieszenia a momentem obciążenia. W efekcie końcowym silnik pracuje synchronicznie.
Elektryczne silniki asynchroniczne to wyjątkowo przydatne urządzenia, które znajdują zastosowanie m.in. w różnego rodzaju przemysłach oraz transporcie. Stały się one istotną częścią napędów trakcyjnych – to dzięki nim po ulicach naszych miast poruszają się tramwaje czy trolejbusy. Warto też wspomnieć, że trzyfazowe silniki funkcjonują także jako jednostki napędowe niektórych modeli nowoczesnych samochodów elektrycznych marki Tesla. To doskonały przykład niepozornego wynalazku, który w istotny sposób wpłynął chociażby na światowy przemysł.