14.Принцип работы асинхронного двигателя. Режимы работы.

Асинхронная машина – машина, у которой частота вращения ротора n₂ отлична от частоты вращения магнитного статора n₁ (n₂<n₁).

Работа основана на принципе использования явления вращающегося магнитного поля. Вращающееся магнитное поле статора пересекает проводники роторной обмотки, создавая в них ЭДС Е₂. Т.к. обмотка ротора замкнута, то под действием Е₂ протекает ток I₂. В результате взаимодействия тока проводников ротора с вращающимся полем создается вращающий момент, ротор начнет вращаться с частотой n₂ в ту же сторону, что и поле статора, при этом n₂<n₁.

n₁- n₂= n_S – частота скольжения.

(n₁- n₂)/ n₁=S – скольжение.

S_н=(0,02…0,03) => обороты ротора незначительно отличаются от оборотов статора.

n₁=60f₁/p₁ – частота вращения магнитного поля статора.

n₂= n₁(1-S) – частота вращения магнитного поля ротора.

15.Асинхронный двигатель при неподвижном роторе.

Если к статорной обмотке подвести трехфазное напряжение, а роторную обмотку разомкнуть, то получим асинхронный двигатель по своим физическим процессам подобен трансформатору. Однако есть между ними и различие:

1. У трансформатора обмотка сосредоточена, а у АД обмотка распределённая;

2. У трансформатора магнитный поток пульсирующий, у АД – вращающийся;

3. У трансформатора , а у АД -

У трансформатора воздушный зазор на пути потока очень мал, поэтому , у АД на пути потока большой зазор, поэтому

16 Асинхронный двигатель при вращающемся роторе

Если к статорной обмотке ненагруженного двигателя подвести номинальное напряжение, то его ротор будет вращаться вхолостую. Ротор вращается в сторону вращения магнитного поля статора с частотой n₂ < n₁. Поэтому частота вращения магнитного поля статора относительно ротора равна n_s = n₁ – n₂. Вращающийся магнитный поток статора, обгоняя ротор, индуктирует в нем ЭДС и токи с частотой f_2s, f_2S = p n_s / 60 = p (n₁ – n₂) / 60 Учитывая, что p n₁ / 60 = f₁ и (n₁ – n₂) / n₁ = s, f_2S = p n₁ (n₁ – n₂) / 60 n₁ = f_1s ЭДС фазы вращающегося ротора

где E2 –ЭДС фазы неподвижного ротора, когда s = 1 и f_2S = f₁.

и ндуктивное сопротивление фазы вращающегося ротора

где X₂ – индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора.

т ок вращающегося ротора,

г де r₂ – активное сопротивление фазы ротора. Величина r₂ не изменяется, у вращающегося ротора она такая же, что и у неподвижного, т. е. она не зависит от частоты f_2S. ток I_2s является током во вращающемся роторе, а ток I₂ – в эквивалентном неподвижном.

Таким образом, режим асинхронного двигателя с вращающимся ротором приводится к эквивалентному режиму при неподвижном роторе.

В данном случае асинхронный двигатель можно заменить неким трехфазным трансформатором и по аналогии с трансформатором вторичную обмотку двигателя (роторную) можно привести к первичной и все приведенные параметры обозначить со штрихами. Тогда приведенный ток фазы ротора эквивалентного неподвижного асинхронного двигателя.

Приведение роторной обмотки осуществляется к числу витков и числу фаз статорной. При приведении магнитный поток машины и полная роторная МДС остаются без изменений.

Процессы, протекающие в асинхронном двигателе с эквивалентным неподвижным ротором, описываются системой уравнений, подобной системе уравнений для трансформатора, если первичной обмоткой считать обмотку статора, а вторичной – обмотку ротора.

Уравнение равновесия напряжений в обмотке статора

. где U₁ – напряжение, подводимое к фазной обмотке статора; E₁– ЭДС, наводимая в фазной обмотке статора; z₁=r₁+jx₁– комплексное сопротивление фазной обмотки статора; I₁– фазный ток обмотки статора. Поскольку обмотка ротора при работе асинхронного двигателя замкнута накоротко, то напряжение на зажимах ротора U’₂=0, а ЭДС ,

где z’₁– комплекс полного приведенного сопротивления фазной обмотки ротора.