Скорость вращения ротора всегда немного меньше скорости вращения магнитного поля статора. Разница между синхронным числом оборотов поля и числом оборотов ротора, выраженная в процентах от синхронного числа оборотов, называется скольжением. Наименьшее скольжение бывает при холостом ходе двигателей, с увеличением нагрузки скольжение растет. В результате различия скоростей магнитного поля и ротора получается несинхронное (асинхронное) их вращение. Благодаря этой особенности двигатели получили название асинхронных.

Асинхронный двигатель состоит из неподвижного статора, вращающегося внутри него ротора и подшипниковых щитов, предназначенных для крепления ротора в корпусе статора.

Статор представляет собой литой чугунный корпус, в котором помещен кольцеобразный сердечник, собранный из тонких стальных изолированных друг от друга листов. В листах предусмотрены специальные вырезы, которые при сборке сердечника образуют пазы. В эти пазы закладывается обмотка, шесть концов которой выводятся к контактным зажимам, расположенным на щитке корпуса статора (рис. 83). Соединение обмоток статора треугольником производится при напряжении в сети, равном 220 в, а при соединении звездой (рис. 84).

Рис. 83. Схема включения обмотки статора электродвигателя треугольником:

Сердечник ротора запрессовывается на валу, опирающемся на два подшипника, заключенных в подшипниковых щитах корпуса статора двигателя.

В пазы сердечника ротора укладывают специальную, обычно медную, обмотку. В зависимости от схемы соединения обмотки различают: короткозамкнутый ротор и ротор с фазной обмоткой.

В короткозамкнутом роторе обмотки устанавливаются в виде «беличьего колеса».

Рис. 84. Схема включения обмотки статора

Концы фазной обмотки соединяются вместе на самом роторе, а начала проводов фазной обмотки присоединяются соответственно к контактным кольцам, посаженным на вал ротора. Кольца надежно изолированы друг от друга и от вала. К кольцам подводятся щетки, обеспечивающие скользящий контакт между обмоткой ротора и обмоткой реостата (сопротивления), который вводится в электрическую цепь для уменьшения пусковых токов. Щетки удерживаются щеткодержателями с пружинами, создающими необходимый контакт между щетками и кольцами. Щеткодержатели могут подниматься и опускаться с помощью рукоятки специального подъемного устройства. Подъем щеток автоматически сопровождается замыканием накоротко контактных колец; при опускании щеток они плотно соприкасаются с кольцами, а приспособление для короткого замыкания отводится в сторону.

На щитке электродвигателя указывается так называемая номинальная, полезная мощность, которую двигатель может развивать в течение длительного периода своей работы. Электрические двигатели характеризуются, помимо номинальной мощности, величиной пускового (максимального) момента, а также перегрузочной способностью, т. е. отношением максимального момента к номинальному, и пусковыми токами.

Нормальные короткозамкнутые электродвигатели имеют большие пусковые токи, превышающие номинальные в 5—7 раз, сравнительно небольшие пусковые моменты, превышающие номинальные в 1,2—2 раза, и небольшую перегрузочную способность, равную 1,8—2,5. Вследствие этого применение короткозамкнутых электродвигателей на башенных кранах ограничено в основном двигателями небольшой мощности.

Двигатели с фазным ротором наиболее широко применяются в башенных кранах, так как в них можно регулировать с помощью сопротивления, вводимого в цепь ротора, величину пусковых токов и крутящих моментов. Крутящим моментом называется произведение окружного усилия на валу двигателя на величину кратчайшего расстояния между направлением действия этого усилия и осью вращения вала. От величины начального крутящего момента зависит способность двигателя преодолевать в момент пуска инерционные усилия груза и исполнительных механизмов передач.

При установившемся режиме момент, развиваемый на валу электродвигателя, бывает всегда больше, чем момент от поднимаемого груза. В случае, если момент, передаваемый от груза на вал двигателя, превысит его наибольший крутящий момент, двигатель не в состоянии будет преодолеть этот момент и остановится. Момент, развиваемый при этом двигателем, называется опрокидывающим. Если своевременно не отключить двигатель, он, находясь под большой нагрузкой, перегреется и может перегореть.

Поэтому не следует допускать перегрузок двигателя и возникновения связанных с этим опрокидывающих моментов.

Электродвигатели, применяемые в башенных кранах, в большинстве случаев работают на открытом воздухе и подвергаются, следовательно, действию пыли, сырости, высокой и низкой температуры и т. д. Поэтому для обеспечения надежной работы электродвигателей в различных условиях их конструкция должна отвечать определенным требованиям.

На кранах устанавливаются закрытые электродвигатели, которые имеют отверстия только для ввода питающих проводов и для болтов, соединяющих отдельные части двигателя. Для создания нормального теплового режима работы в таких двигателях предусматривается устройство вентиляторов, которые принудительно засасывают охлаждающий воздух и прогоняют его между .кожухом и корпусом двигателя.

В отличие от нормальных асинхронных электродвигателей для привода механизмов башенных кранов и в первую очередь механизма подъема груза и передвижения крана применяются специальные асинхронные крановые электродвигатели. Крановые электродвигатели выпускаются с фазным ротором МТ и с коротко-замкнутым ротором МТК.

Перегрузочная способность крановых электродвигателей с фазным ротором равна 2,5—3,4. Они имеют более мягкую характеристику, обеспечивающую значительное изменение скорости в зависимости от изменения полезной нагрузки.

Крановые короткозамкнутые электродвигатели имеют увеличенный пусковой момент, превышающий номинальный в 2,5— 3,1 раза, и смягченную характеристику.

Пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором производится с помощью магнитных пускателей. Такой способ пуска возможен при том условии, если мощность двигателя не превышает примерно 20% мощности трансформатора, установленного .в питающей электросети. Более мощные короткозамкнутые двигатели пускают в ход при помощи переключения обмотки статора со звезды на треугольник.

Пуск электродвигателей с фазным ротором производится при помощи контроллеров и пусковых сопротивлений в цепи ротора двигателя. При выводе сопротивлений после пуска двигателя постепенно увеличивают скорость вращения двигателя и поддерживают в нужных пределах величину пускового момента.

Регулирование скорости асинхронных двигателей с фазными роторами производится изменением сопротивления ротора двигателя путем включения или выключения пусковых сопротивлений. Включение в цепь ротора пускового сопротивления уменьшает скорость двигателя, соответствующую определенному крутящему моменту. Выключение сопротивления увеличивает скорость двигателя. Шунтирование (выведение) части сопротивления производится с помощью контроллера. Указанным способом удается изменять число оборотов двигателя только ниже его номинального значения. Способ регулирования скорости изменением сопротивления цепи ротора наиболее простой, но вместе с тем и наиболее неэкономичный, так как связан со значительными потерями энергии в сопротивлениях.

Реверсирование (изменение направления вращения) асинхронных электродвигателей достигается изменением направления вращения магнитного поля. Для единовременного изменения направления вращения на клеммовом щитке статора двигателя переключают два любых проводника. Для периодического частого изменения направления вращения применяются перекидные рубильники, реверсивные магнитные пускатели и контроллеры.