37.Вращающееся магнитное поле статора асинхр.Двигателя
Токи обмоток статора подкл.в трехфазной сети, возбуждают в машине вращающее магн.поле статора, кот.индуктирует ЭДС в обмотке ротора.Токи ротора, возникающие под действием этой ЭДС возбуждает вращ.поле ротора, частота и направление вращения этих полей одинаковое, что обуславливает результирующее вращающееся магн.поле.(рабочее поле машины)
Рассм.
характеристики вращ.магн.поля статора,
полагая, что цепь ротора разомкнута.
Характеристики этого поля зав.от
геом.расположения фазных обмоток на
статоре машины. Для получ. двухполюсного
вращ.поля необходимо 3 одинаковые
фазн.обмотки расположить на статоре
так, чтобы углы между их осями были=120
.На
рис.1 каждая фазн.обмотка условно указана
в виде одновитковой секции и обозначено
С1,С2,С3-начало обмоток,С4,С5,С6-конец.
Если обмотки соединить звездой или треугольником и подключить к трехфазной цепи, то токи в витках катушек будут равны:
Токи фазн.обмоток создают магн.поля. На рис.1.по правилу буравчика показаны направления векторов индукции магн.полей созд-х кажд.катушкой вдоль своей оси:
Сумма векторов магн.индукции образует магн.индукцию поля статора.Опишем поле статора через его составляющие по 2 взаимоперпендик-м осям X,Y.Причем оси X дадим направление оси катушки фазы А, составляющая индукции магн.поля вдоль оси X=алгеб.сумме проекций на эту ось мгновенных значений трех индукций
Подставим выражение индукции из ур-я(1), получим
(2)
Составляющие индукции магн.поля по оси Y:
После подстановки значений индукции из ур-я(1)
(3)
Таким образом, магн.индукция поля статора равна:
(4)
Следовательно магн.поле статора вращается в плоскости осей катушек по направлению движения час.стрелки с угловой скоростью w. Вектор индукции поля последовательно совпадает по направлению с осью той из фазных обмоток в кот. достигает max значения, т.е. ток вращается в направлении последовательностей фаз в трехфазной системе тока в фазных обмотках.Чтобы изменить направление вращения магн.поля статора достаточно изменить порядок подключения двух любых фазных обмоток асинхронной машины к трехфазному источнику электроэнергии.
38. Вращающееся магнитное поле ротора асинхронного двигателя.
Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из N стержней. Между ЭДС, индуктированными вращающимся магнитным полем статора, в двух соседних стержнях сдвиг фаз равен 360ºp/N, где p – число пар полюсов.
Можно считать, что число фаз короткозамкнутого ротора равно числу стержней m2=N.
Аналогично цепь фазного ротора представляет собой трехфазную систему m2=3. W2 – число витков в каждой фазе. Индексом 2 отмечены величины, относящиеся к фазе ротора, а 1 – относящиеся к фазе статора. Примем сначала, что цепь ротора разомкнута, то есть ток в ней отсутствует, на ротор не действуют электромагнитные силы, и он подвижен. В этом случае магнитное поле машины представляет собой только вращающееся магнитное поле статора. В неподвижном роторе частота индуктированной на его обмотке ЭДС равна частоте токов в цепи статора (f). Если ротор вращать с частотой n вслед за вращающимся полем статора, то частота индуктированной в его обмотке ЭДС уменьшится. Частота f2 определяется из выражения: f2 = p(n1-n)/60; n1 – частота вращения магнитного поля статора. Если теперь цепь ротора замкнуть, то токи в ней образуют многофазную систему с числом фаз m2=N. В случае короткозамкнутого ротора и трехфазной системы с числом фаз m2=3, токи в обмотке ротора, аналогично токам в обмотках статора, должны возбуждать вращающееся магнитное поле. Частоту вращения этого поля относительно ротора nотн можно определить из выражения: nотн =(f2-60)/p .
Ток вращается в том же направлении с частотой n, то его поле вращается в пространстве с частотой nотн+ n=(n1- n)+ n= n1 ; то есть поле ротора вращается синхронно с полем статора, таким образом 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 двигателя.