Скольжение
англ. Slip
s = (n₁ − n)/n₁ — отставание ротора от вращающегося поля: при 1500 и 1440 об/мин скольжение 4%; без отставания нет тока и нет момента.
Асинхронный двигатель хитрит: ротор не догоняет вращающееся поле, а вечно отстаёт от него на пару процентов — и именно в этом отставании вся соль. Скольжение измеряет зазор в долях: , где — скорость поля, — скорость ротора. Поле сети с частотой 50 Гц и двумя парами полюсов крутится со скоростью об/мин; если вал выдаёт , скольжение равно , то есть — типичное номинальное значение.
Зачем отставаться? Только разница скоростей наводит в стержнях ротора ЭДС и ток, а ток в поле рождает момент. Останови ротор полностью — скольжение единица, токи максимальны, пусковой момент велик. Догони поле — скольжение ноль, ЭДС исчезает, момент падает до нуля: двигатель вечно бегает чуть медленнее поля, как борзая за механическим зайцем. Отсюда и имя «асинхронный». Подробная механика — в уроке про асинхронные двигатели, откуда берётся вращающееся поле — в материале о трёхфазных цепях.
Частые вопросы
Что случится, если вал догонит поле?
Скольжение станет нулём, относительная скорость поля и проводников ротора обнулится, ЭДС и ток в стержнях исчезнут — а с ними и вращающий момент. Вал начнёт тормозиться нагрузкой, отстанет снова, и равновесие восстановится чуть ниже синхронной скорости. Двигатель сам держит своё отставание: оно не дефект, а рабочий режим, в котором момент точно уравновешивает нагрузку.
Почему пусковой ток асинхронного двигателя в 5–7 раз выше номинального?
При пуске ротор стоит, скольжение равно единице, а частота наведённого в роторе тока максимальна — равна сетевой. Индуктивное сопротивление роторной обмотки мало, сопротивление нагрузки по схеме замещения минимально, и ток ограничен почти одним активным сопротивлением стержней. Отсюда бросок в разы; большие двигатели пускают через реостат, автотрансформатор или схему «звезда—треугольник», чтобы сеть не проседала.