3. Режим работы трехфазной асинхронной машины.

Режим работы трехфазной Ас.М. определяется электромагнитным взаимодействием токов в обмотках статора и ротора.

Взаимодействие вращающегося магнитного поля, создаваемого токами в обмотках статора, с токами ротора вынуждает ротор вращаться по направлению вращения поля. Но чем быстрее вращается ротор, тем меньше индуктируемые в его обмотке ЭДС, а, следовательно, и токи. Если частота вращения поляn₁, а частота вращения ротораn, то режим работы Ас.М. можно характеризоватьскольжением

На рисунке 5 построена линейная характеристика n(s)по (1). В зависимости от значения скольженияsтрехфазная Ас.М. может работать в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза.

В режиме двигателя(0<s<1) трехфазная Ас.М. преобразует электрическую энергию в механическую. Ротор двигателя должен вращаться асинхронно медленнее поля, с такой частотой, при которой токи в обмотке ротора, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, создаваемым токами в обмотках статора, создают вращающий момент, уравновешивающий тормозной момент от сил трения и нагрузки на валу.

В режиме генератора(s<0) трехфазная Ас.М. преобразует механическую энергию в электрическую. Ротор генератора вращается в направлении вращения магнитного поля, создаваемого токами в обмотках статора, с частотой большей, чем частота вращения поля.

В режиме электромагнитного тормоза(s>1) ротор трехфазной Ас.М. вращается в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля, создаваемого токами в обмотках статора. При этом в машине рассеивается значительная энергия.

4. Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя.

Токи обмоток статора, подключенных к трехфазной сети, возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора, которое индуктирует ЭДС в замкнутой накоротко (или пусковыми реостатами) обмотке ротора. Токи ротора, возникающие под действием ЭДС, возбуждаютвращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения этих полей одинаковы, что обуславливает результирующее вращающееся магнитное поле, называемоерабочим полеммашины.

Рассмотрим характеристики вращающегося магнитного поля статора, полагая, что цепь ротора разомкнута. Характеристики этого поля зависят от геометрического расположения фазных обмоток на статоре машины.

• Двухполюсное вращающееся поле.Для получения двухполюсного вращающегося поля необходимо три одинаковые фазные обмотки расположить на статоре так, чтобы углы между их осями были равны 120º. Если фазные обмотки соединить звездой и подключить к трехфазной сети питания, то токи в витках катушек будут равны

Токи фазных обмоток создают магнитные поля.

Сумма векторов этих магнитных индукций образует магнитную индукцию поля статора. Опишем поле статора через его составляющие по двум взаимно перпендикулярным осямxиy, причем осиxдадим направление оси катушки фазыА.

Составляющая индукции магнитного поля вдоль оси xравна алгебраической сумме проекций на эту ось мгновенных значений трех индукций:

Подставив выражения индукций из (2), получим

Составляющая индукции магнитного поля по оси y

или после подстановки значений индукции из (2)

Таким образом, магнитная индукция поля статора

т.е. ее значение постоянно. Угол α, образуемый магнитными линиями поля с осью y, определяется условием

т.е.

Следовательно, магнитное статора вращается в плоскости осей катушек по направлению движения часовой стрелки с угловой скоростью ω. Вектор индукции поля последовательно совпадает по направлению с осью той из фазных обмоток, ток в которой достигает максимального значения, т.е. поле вращается в направлении последовательности фаз трехфазной системы токов в трехфазных обмотках.

Чтобы изменить направление вращения магнитного поля статора, достаточно изменить порядок подключения двух любых фазных обмоток Ас.М. к трехфазному источнику электрической энергии.

фазных обмоток на статоре машины.

• Многополюсное вращающееся поле. В многополюсной обмотке статора каждой паре полюсов вращающегося поля соответствует одна катушечная группа в каждой обмотке, т.е. всего три катушечные группы для трехфазных обмоток. Следовательно, если поле должно иметьрпар полюсов, то все три фазные обмотки статора должны быть разделены наk=3рравных частей, т.е.рчастей на каждую фазу.