- •1. Общие сведения.
- •2. Устройство трехфазной асинхронной машины.
- •3. Режим работы трехфазной асинхронной машины.
- •4. Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя.
- •5. Вращающееся магнитное поле ротора и рабочее вращающее магнитное поле Ас.М.
- •6. Универсальная характеристика Ас.М.
- •7. Пуск ас.Дв. В ход.
- •8. Методы регулирования частоты вращения Ас.Дв.
5. Вращающееся магнитное поле ротора и рабочее вращающее магнитное поле Ас.М.
Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из Nстержней. Между ЭДС, индуктированными вращающимся магнитным полем статора в двух соседних стержнях, сдвиг фаз равен 360°p/N. Можно считать, что число фаз короткозамкнутого ротора равно числу стержней,m2=N,а число витков в каждой фазеw2=1/2.
Аналогично цепь фазного ротора представляет собой трехфазную систему m2=3с числом витковw2в каждой фазе. Здесь и в дальнейшем все величины, относящиеся к фазе ротора, будут отмечаться индексом 2, а относящиеся к фазе статора — индексом 1.
Примем сначала, что цепь ротора разомкнута, т.е. ток в ней отсутствует, на ротор не действуют электромагнитные силы и он неподвижен. В этом случае магнитное поле машины представляет собой только вращающееся магнитное поле статора.
При неподвижном роторе индуктированной в его обмотке ЭДС равна частоте fтоков в цепи статора. Если ротор вращать с частотойnвслед за вращающимся полем статора, то частота индуктированной в его обмотке ЭДС уменьшится. Эту частотуf2можно определить из выраженияn1=f·60/p, в котором вместо частоты вращения поля статораn1нужно подставить разностьn1 - n, т.к. вращающееся магнитное поле статора пересекает витки обмотки ротора только вследствие того, что частота его вращенияnменьше, чем поля статораn1:f2=p(n1-n)/60.
Если теперь цепь ротора замкнуть, то токи в ней образуют многофазную систему с m2=Nфазами в случае короткозамкнутого ротора и сm2=3, т.е. трехфазную в случае фазного ротора. Следовательно, токи в обмотке ротора аналогично токам в обмотке статора должны возбуждать вращающееся магнитное поле. Частоту вращенияnотнэтого поля относительно ротора можно определить, пользуясь общим выражением частоты вращения многополюсного поляn1=f·60/p:nотн =f2·60/p.
Т.к. сам ротор вращается в том же направлении с частотой n, то его поле вращается в пространстве с частотойnотн + n = (n1 – n) + n = n1, т.е. поле ротора вращается синхронно с полем статора.
Т.о., вращающиеся поля статора и ротора по отношению друг к другу остаются неподвижными, что является характерным условием полной передачи энергии от статора к ротору. Складываясь, вращающиеся магнитные поля статора и ротора образуют рабочее вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя. Рабочее вращающее поле в ас.дв. Служит таким же связующим звеном между обмотками статора и ротора, как и переменное магнитное поле в магнитопроводе трансформатора, передающее энергию от первичной к вторичной обмотке.
В дальнейшем вместо термина рабочее вращающееся магнитное полебудем пользоваться сокращенным —вращающееся магнитное полеас.дв.
Различают несколько режимов работы ас.дв.: нормальный режим, соответствующий номинальному скольжению ротора s=sномпри номинальном напряженииU1=U1номи токеI1=I1ном питающей сети; рабочий режим, при котором напряжение питающей сети близко к номинальному значению или равно ему, U1≈U1ном, а нагрузка двигателя определяется тормозным моментом на валу при скольженииs≤sноми токеI1=I1ном; режим пуска двигателя в ход, возникащий при подключении напряжения питающей сети и неподвижном роторе s=1.
Режим работы всех фаз статора одинаковый. То же относится к фазам ротора. Поэтому анализ работы ас.дв. можно вести для одной фазы, представив одну ее обмотку одним витком.