Asynchronous engines

The causes of wide distribution of an asynchronous motor are the simplicity of its construction and low cost.

The appearance of an asynchronous motor is presented in Fig.1, and the main parts in Fig. 2.

Fig. 1. The appearance of an asynchronous motor AIR71B

Fig.2. The main parts of the asynchronous motor: 1 - stator, 2 - rotor, 3 - fan, 4 - boards with bearings

The engine (Fig.2) consists of a stator 1 with the working windings, the rotor 2 with blades, fan 3, and two shields 4 with bearings for the rotor shaft and the ventilation holes.

The stator device is represented in Fig. 3. In the body-frame 1 (Fig. 3) there are the stator core 3, which is a cylinder made from plates of electrical steel. Plates for reducing losses from eddy currents are isolated from each other by layers of lacquer. On the inside cylindrical surface of the stator core there are grooves which are parallel to the axis of the engine. The winding 2 which is fed by three-phase voltage is fitted in these grooves. In the simplest case, the stator winding consists of three sections, each of which is displaced in space relatively to each other by 120°. In this case a two-pole rotating magnetic field is created. The beginnings and the ends of stator windings of three-phase asynchronous motor are displayed on the body shield 4. To connect the stator windings to the three-phase power circuit, they can be connected by a star or triangle. It gives the opportunity to start the engine in the circuit with two different line voltages.

Fig. 3. The stator device: 1 – body shield, 2 - three-phase winding, 3 - core, 4- shield

Fig. 4. The rotor device: 1 - core, 2 - wires (rods), 3 – rings

The rotor device is presented in Fig. 4. Core 1, is designed to increase of the torque, also consists of isolated for reducing losses on eddy currents of steel plates which thickness is 0.5 mm. Plates are stamped with cavity and are collected into packets, which are fixed on the shaft of the machine. The cylinder with longitudinal grooves is formed of packets. The conductors, rotor windings connected by the copper rings 3 on the end sides are put into the packets. Often short-circuited winding of the rotor is made of aluminum. Aluminum in a hot state is poured into the grooves of the core under pressure.

Each pair of diametrically opposed rods with connecting rings is a frame, i.e., short-circuited coil. Therefore, such rotor is called short-circuited.

Thus, if the "squirrel cage" is able to rotate around the axis, we put in a rotating magnetic field, according to the law of electromagnetic induction in the rods EMF occur, and in the short-circuited coils currents occur. These currents create a torque and lead a "squirrel cage rotor" in asynchronous rotation in the same direction as the field.

Вправа 3. Дайте відповіді на питання до тексту.

1. What two large categories of the electric machines do you know?

2. What purpose of the generators using?

3. What purpose of the motors using?

4. What machine of a.c. current are there?

5. Who invented asynchronous machine? And when?

6. Can all electric machines serve as engines as generators?

7. Is asynchronous motor the basis of the drive?

8. Which is the principle of operation of аsynchronous motors?

9. What phenomenon is formed in the basis of asynchronous motors?

10. What are the causes of wide distribution of an asynchronous motor?

11. What are the main parts of the asynchronous motor?

Вправа 4. Перекладіть словосполучення на англійську.

Електричні машини розподіляються на; обертове магнітне поле; основа электроприводу; навантаження двигуна; швидкість обертання ротору; основні риси; принцип роботи; робочі обмотки; внутрішня циліндрична поверхня сердечника статора; у найпростішому випадку; початок і кінці обмоток статора; включати двигун у мережу; обмотка ротора; під тиском; електропривід.

Вправа 5. Знайдіть українські еквіваленти серед поданих англійських словосполучень.

converting of mechanical energy into electrical; the stator of the asynchronous machine; the rotor rotates at a lower speed; the speed of the stator magnetic field rotation; due to the simplicity of its design; of non-magnetic material; the rotating horseshoe magnet; rotor shaft; the ventilation holes; from plates of electrical steel; plates for reducing losses from eddy currents; are isolated from each other by layers of lacquer; grooves which are parallel to the axis of the engine; is fitted in these grooves; is displaced in space relatively to each other; a two-pole rotating magnetic field; with two different line voltages; is designed to increase of the torque; the cylinder with longitudinal grooves.

пази, розташовані паралельно осі двигуна; зрушений в просторі відносно один одного; перетворення механічної енергії в электричну; ротор обертається з меншою швидкістю; підводиться трифазна напруга; завдяки простоті своєї конструкції; з немагнітного матеріалу; циліндр з поздовжніми пазами; обертовий підковоподібний магніт; швидкість обертання магнітного поля статору; вентиляційні отвори; пластини для зменшення втрат від вихрових струмів; ізольовані один від одного шарами лаку; двополюсне обертове магнітне поле; статор асинхронної машини; з двома різними лінійними напругами; призначений для збільшення обертального моменту; вал ротору.

Вправа 6. Виберіть правильні твердження.

1. In the synchronous machine the speed of the rotor rotation coincides with the speed of the stator magnetic field rotation and does not depend on engine load.

2. The principle of operation of аsynchronous motors is based on the experience of Lenz.

3. In the synchronous machine the speed of the rotor rotation coincides with the speed of the stator magnetic field rotation and depends on engine load.

4. The engine consists of the working windings, the rotor, fan, and two shields with bearings.

5. Often short-circuited winding of the rotor is made of aluminum.

6. To connect the stator windings to the three-phase power circuit, they can have star or triangle connection.

Вправа 7. Перекладіть текст англійською.

Електричні машини, що виробляють змінний струм, називаються генераторами змінного струму. Генератори змінного струму можуть бути однофазними і трифазними.

Генератор змінного струму складається із магнітної системи і ротора, у якому індукується ЕРС. У генератора змінного струму немає колектора, а замість нього на валі укріплені контактні кільця.

Магнітна система генератора служить для створення необхідного магнітного потоку і складається з полюсних сердечників і статора (нерухомої частини генератора).

В електричних машинах змінного струму рухома (обертова) частина називається ротором.

На роторі генератора знаходиться обмотка збудження, що є особливістю генераторів змінного струму. Це обумовлено тим, що генератори змінного струму виготовляються, як правило, великої потужності і мають велику швидкість обертання ротора.

Для обмотки збудження генератора змінного струму потрібне окреме джерело електричної енергії. Зазвичай таким джерелом є генератор постійного струму — збудник.

Найбільше поширення в техніці сильних струмів одержали трифазні генератори, що відрізняються від однофазних лише тим, що мають три самостійні обмотки, розташовані по окружності відносно один одного під кутом 120° (Рис.2.7.).

Існує два види генераторів змінного струму: синхронні й асинхронні.

Розмір індукованої у генераторі ЕРС залежить від швидкості обертання магнітів (ротора). Якщо частота змінної ЕРС у генераторі змінного струму пропорційна швидкості обертання ротора, то такі генератори називають синхронними, якщо частота змінної ЕРС у генераторі змінного струму не дорівнює швидкості обертання ротора, то такі генератори називають асинхронними.

Через низькі експлуатаційні характеристики асинхронні генератори практично не використовуються.

На практиці застосовуються синхронні генератори: турбогенератори (в парових і газових турбінах потужністю до 300 мВт), гідрогенератори (в гідравлічних турбінах потужністю до 235000 кВт).

Граматичний матеріал: Словотворення. Префікси

Префіксом називається частина основи, яка стоїть перед коренем слова і надає слову певного смислового значення.Префікси в англійській мові додаються до слова, тим самим змінюючи його значення. Проте слово залишається тією ж частиною мови, що і без префікса. Префіксів в англійській мові досить багато, ось найпоширеніші з них.

un-, dis-, in-, non-, il-, im-, ir-: префікси з негативним значенням або значенням протилежності.

(сomfortable – uncomfоrtable (зручний – незручний); regular – irregular (правильний – неправильний); polite – impolite (ввічливий – нечемний); literate – illiterate (грамотний – неграмотний); approve – disapprove (схвалювати – не схвалювати);dispose – indispose (схиляти – налаштовувати проти); entity – non-entity (буття-небуття)

re-: значення заново, знову.

(claim – reclaim (вимагати – вимагати назад); incarnation – reincarnation (втілення – перевтілення)

mis -: значення неправильний, невірний.

(adventure – misadventure (подія-нещастя); deed – misdeed (вчинок – злодіяння)

pre- і post-: значення до, перед і після.

(caution – precaution (обережність – обережність); war – post-war (військовий – післявоєнний)

ex- і en -: перший префікс зі значенням з, поза; колишній, другий зі значенням робити потрібно для утворення дієслів від прикметників та іменників.

(service – ex-service (службовий – відставний); communicate – excommunicate (спілкуватися – вигнати); chain – enchain (ланцюг – приковувати); dear – endear (улюблений – змусити полюбити)

sub-, over-, under-: перша приставка зі значенням під, друга – понад, надмірно, а третя – недостатній.

(due – subdue (обов'язок – підкоряти); charge – overcharge (завантажувати – перевантажувати); estimate – underestimate (оцінювати – недооцінювати).

Префікси з різними значеннями

префікс	значення	приклад
a	not	aseptic
mid	half	midway, middle
ab	away from	abnormal
mini	very small	miniskirt
anti	against	antifreeze
mis	wrong	misunderstand
auto	self, alone	automobile
mono	one single	monologue
bene	good	benefit
multi	many	multinational
bi	two. double	bicycle
non	not	nonconformist
bio	bio	biology
over	too much	overrun
cent	hundred	century
pan	all	pan-American
centi	hundredth	centimeter
para	beside, guard	parallel
circum	around	circumference
penta	five	pentagon
co	with, together	cooperate
per	throughout	perfect
com	with	combine
poly	many	polygon
con	with	connect
port	carry	portage
contra	against	contradict
post	after	postgraduate
deci	tenth	decimeter
pre	before	prepare
deca	ten	decagon
pro	forward	progress
dia	through	diagonal
quad	four	quadrilateral
dis	apart	dislocate
re	again, back	reconsider
eco	earth	ecology
semi	half, partly	semidetached
equi	equal	equilibrium
sub	below, under	submarine
ex	former	ex-wife
super	above	superman
hemi	half	hemisphere
tele	far	television
hyper	above, over	hyperactive
trans	across, over	transport
il/im	not	illitarete
tri	three	triangle
in/ir	not	irresistible
ultra	beyond	ultra light
inter	between	international
un	not uncertain	uneducated
magni	great, large	magnificent
under	below	underused
mega	great	megaphone
uni	one	universal
micro	small	microscope

Виконання вправ на закріплення граматичної теми

Вправа 8. Перекладіть слова з префіксами.

1. subsoil, subdivision, subsoiler, subframe, submarine, subway, suburb;

2. transfer, transform, transformation, transmission, transmit, transparent, transportation;

3. inlet, input, insert, installation, insulation, indirect, illiterate;

4. rewrite, reconstruct, rebuild, react, restrict, remake;

5. cooperation, coexistence, coordination., coefficient, colleague.

Вправа 9. Перекладіть слова з префіксами dis-, over-.

organize – disorganize; integrate – disintegrate; connect – disconnect; feed – overfeed; cool – overcool.

Заняття 44

Тема: Асинхронні електродвигуни. Синхронні машини

Граматичний матеріал: Словоскладення

Вправа 1. Прочитайте та перекладіть лексику за допомогою словника.

electric motor [ɪˈlɛktrɪk ˈməʊtə]

convert [ˈkɒnvɜːt ]

operate [ˈɒpəreɪt ]

household appliance [ˈhaʊshəʊld əˈplaɪəns]

power grid [ˈpaʊə grɪd ]

shaft [ʃɑːft ]

windings [ windingz ]

air gap [eə gæp]

slip ring [slɪp rɪŋ]

brushless [ ˈbrʌʃləs]

reluctance [ rɪˈlʌktəns]

torque [ tɔːk ]

smooth cylinder [smuːð ˈsɪlɪndə]

2. Прочитайте та перекладіть текст українською.

Asynchronous Electric Motors

An asynchronous electric motor is an electric machine that converts electrical energy into mechanical energy.

In normal motoring mode, most electric motors operate through the interaction between an electric motor's magnetic field and winding currents to generate force within the motor. In certain applications electric motors can operate in both motoring and generating or braking modes to produce also electrical energy from mechanical energy.

Found in applications as diverse as industrial fans, blowers and pumps, machine tools, household appliances, power tools, and disk drives, electric motors can be powered by direct current (DC) sources, such as from batteries, motor vehicles or rectifiers, or by alternating current (AC) sources, such as from the power grid, inverters or generators. Small motors may be found in electric watches. General-purpose motors with highly standard sized dimensions and characteristics provide convenient mechanical power for industrial use. The largest of electric motors are used for ship propulsion, pipeline compression and pumped-storage applications with ratings reaching 100 megawatts. Electric motors may be classified by electric power source type, internal construction, application, type of motion output, and so on.

Electric motors are used to produce linear force or torque (rotary).