14.6. Уравнение электрического состояния фазы статора

В фазной обмотке статора ЭДС индуктируются не только потоком вращающегося магнитного поля, магнитные линии которого сцеп­ляются одновременно с проводниками статора и ротора. Каждая фаз­ная обмотка статора имеет также потокосцепление рассеяния _рас1. Это та часть линий магнитной индукции, которые замыкаются по­мимо ротора. Потокосцепление рассеяния статора _рас1 складывается (рис. 14.13) из потокосцеплений магнитных линий поля, замыкаю­щихся поперек пазов сердечника _n, вокруг лобовых соединений _л, между зубцами статора и ротора, т. е. в воздушном зазоре машины ₃. Чем больше воздушный зазор, чем длиннее лобовые соединения и чем глубже заложены проводники обмотки в пазы, тем больше потокосцепление рассеяния _рас1. Так как большая часть пути магнитных линий проходит в воздухе, то на тех же основаниях, что и для тран­сформатора, можно считать потокосцепление рассеяния прямо про­порциональным току статора и совпадающим по фазе с этим током. Потокосцепление рассеяния индуктирует в каждой из фаз обмотки статора ЭДС рассеяния Е_рас1, которая отстает по фазе от этого потокосцепления,

а следовательно, и от тока на четверть периода. Как и для трансформатора, на­пряжение —_рас1, уравновеши­вающее ЭДС рассеяния, можно выразить через произведение то­ка статора ₁ на индуктивное соп­ротивление x_pacl = L_pacl, т. е.

— _рас1 ⁼j x_pacl1 ⁼j L_{pacl 1} ^,

где L_pacl — индуктивность рас­сеяния фазной обмотки статора. Таким образом, ток в каждой из фазных обмоток можно рас­сматривать как создаваемый совместным действием фазного напряжения сети U₁ и двух ЭДС — одной, индуктируемой вращаю­щимся магнитным полем, и второй, индуктируемой потокосцеплением рассеяния.

Следовательно,

I₁=(₁+₁+_рас1)/r_B1,

где r_B1 — активное сопротивление витков фазной обмотки статора, на основании чего напряжение

₁ = (-₁) + (r_B1 + jx_рас1) ₁ = (-₁) + Z_o611. (14.11а)

Здесь величина

Z_o61=r_B1+jx_рас1

— комплексное сопротивление фазной обмотки статора.

Это уравнение ничем не отличается от уравнения электрического состояния первичной обмотки трансформатора (8.11а), что естественно, так как в асинхронной машине, а также и в трансформаторе передача энергии во вторичную цепь (передача энергии ротору) осуществляется при посредстве магнитного поля.

В уравнении электрического состояния фазы статора асинхронного двигателя Z_{o61 1} существенно больше, чем в уравнении первич­ной обмотки трансформатора. Это — результат наличия воздушного зазора в магнитной цепи машины.

Все же падение напряжения Z_{o61 1} в машинах средней и большой мощности в рабочем режиме при I₁ == I_1ном относительно мало и приближенно определяется согласно (7.2в):

U₁E₁ = 4,44fk_об1Ф_в. (I4.116)

Так как напряжение между выводами фазной обмотки U₁ неиз­менно, то приближенно можно считать магнитный поток вращающе­гося поля машины Ф_в также неизменным, не зависящим от ее нагрузки.