- •Асинхронный двигатель
- •§1. Вращающееся магнитное поле (вмп)
- •§2. Принцип действия ад.
- •§3 Холостой ход двигателя при неподвижном роторе.
- •§4. Рабочий режим (рр) асинхронного двигателя.
- •Эта эдс так же как и ее частота , зависит от скольженияS ротора. В этом можно убедиться подставив во второе из выражений (2) выражение частоты: . Тогда
- •§5. Механическая характеристика ад.
- •§6. Рабочие характеристики ад.
- •§7. Пуск асинхронного двигателя.
§2. Принцип действия ад.
Частота n2 вращения вала ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля машины:
.
Если бы эти частоты равнялись, то поле не пересекало бы проводники ротора, не было бы ЭДС взаимоиндукции, токов и вращающего момента. Т.о. ротор двигателя принципиально не может вращаться синхронно с полем статора, т.е. они вращаются асинхронно.
;
,
где S – скольжение.
Определим в каких пределах изменяется скольжение АД. В начальный момент пуска двигателя, когда его ротор ещё неподвижен ( . А при отсутствии механической нагрузки (на холостом ходу), когда , . У АД:. Скольжение при номинальной нагрузке:.
Зная, что и зная, что магнитное поле вращается относительно ротора с частотой скольжения:, то можно определить частоту токов ротора:
.
Частота не является величиной постоянной, а изменяется прямопропорционально скольжению.Гц.
§3 Холостой ход двигателя при неподвижном роторе.
При разомкнутой обмотке ротора в АД возникает режим х.х. подобный таковому для трансформатора. Схема:
где все величины аналогичны таковым для трансформатора.
При этом первичной является обмотка статора, а вторичной – обмотка ротора.
Т.к. обмотка ротора разомкнута, то она участвует в электромагнитном процессе ().
При этом действующие значения ЭДС:
; (1)
; (1)
,
где и– обмоточные коэффициенты соответствующих обмоток, учитывающие уменьшение ЭДС вследствие пространственного расположения витков обмоток ().
Учитывая, что ротор неподвижен, ВМП пересекает его также как и статор с частотой , а поэтому частота ЭДС в обмотке ротора будет равняться частоте ЭДС статора:
.
Отношение действующего значения ЭДС статора и действующего значения ЭДС неподвижного ротора называется коэффициентом трансформации ЭДС:
.
Как и для трансформатора уравнение электрического состояния обмотки статора имеет вид
,
где – комплексное сопротивление фазы обмотки статора.
Учитывая это, схема замещения и ВД двигателя на х.х. аналогичны таковым для трансформатора (нарисовать самостоятельно).
При этом необходимо отметить, что у АД ток х.х. имеет больше значение, чем у трансформатора той же мощности и может составлять:
,
где – номинальный ток обмотки статора.
Объясняется это тем, что основной магнитный поток дважды пересекает воздушный зазор, имеющий большое магнитное сопротивление. Поэтому для его создания требуется большая, чем в трансформаторе намагничивающая сила.
По закону Ома для магнитной цепи
,
где ,,– магнитное сопротивление соответственно статора, ротора, воздушного зазора;
–общее магнитное сопротивление на пути магнитного потока ;
–число фаз обмотки статора.
При х.х. АД потребляет из сети активную мощность:
где и– магнитные потери в сердечниках статора и ротора;
–электрические потери на нагрев обмотки статора.
Реактивная мощность:
.
По своему характеру ток х.х. является практически реактивным (индуктивным), поэтому коэффициент мощности двигателя на х.х. невысок и равен .
Иначе говоря, реактивная мощность намного превышает активную мощностьна холостом ходу.
.