25.Асинхронные двигатели.

Асинхронный двигатель отличается простотой конструкции несложностью обслуживания. Как и любая машина переменного тока асинхронный двигатель состоит из двух основных частей; статора и ротора. Статором называется неподвижная часть машины, ротором — ее вращающаяся часть. Асинхронная машина обладает свойством обратимости, т. е. может быть использована как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Многофазная обмотка переменного тока создает вращающееся магнитное поле, скорость вращения которого в минуту

Если ротор вращается со скоростью п2, равной скорости вращения магнитного поля (n2=n1), то такая скорость называется синхронной.

Если ротор вращается со скоростью, не равной скорости вращения магнитного поля { n2n1), то такая скорость называется асинхронной.

В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при асинхронной скорости, т. е. при скорости вращения ротора, не равной скорости вращения магнитного поля.

Скорость ротора может очень мало отличаться от скорости юля, но при работе двигателя она будет всегда меньше (n2<n1).

Устройство асинхронных электродвигателей. Асинхронные электродвигатели состоят из двух частей: ротора 1 и статора 2. Внутренняя его часть называется ротор, эта часть вращается и несет на себе обмотку. Внешняя часть представляет собой корпус двигателя и называется статор, она неподвижна, внутри неё имеются специальные пазы (магнитопровод), куда пофазно уложены витки (секции) обмоток (статорная обмотка). Фазы статорных обмоток могут быть соединены «звездой» или «треугольником».

Собираются обе эти части из изолированных листов штампованной стали толщиной около 0,35-0,5 мм. Для высокомощных машин зазор между ротором и статором делается как можно меньше.

Виды асинхронных электродвигателей. В зависимости от конструкции ротора, асинхронные двигатели можно разделить на два вида: с короткозамкнутым и фазным ротором. Главное различие этих видов электродвигателей состоит только в устройстве ротора.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели имеют ротор, внешне очень похожий на беличью клетку. Статорная их обмотка представляет собой стержни, выполненные из алюминия или меди, замкнутые с торцов ротора двумя кольцами.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором. Обмотки фазного ротора соединены, чаще всего, между собой «звездой»,концы обмоток соединяются с тремя медными кольцами, которые электрически изолированы не только от вала двигателя, но и друг от друга. Кольца насажены на сердечник ротора через изоляционные прокладки. На них накладываются специальные щётки, которые даже при вращении имеют электрический контакт с обмотками ротора двигателя. Для изменения скорости щетки соединяют с реостатом.

26. Вращающееся магнитное поле

Все проводники одной фазы обмотки статора двухполюсного асинхронного двигателя размещены в двух диаметрально противоположных пазах и в обмотке действует постоянный ток.

Для любой линии магнитной индукции по закону полного тока можно написать:

, где H₀, Н_ст - напряженности магнитного поля, соот­ветственно, в воздушном зазоре (I₀) и в участ­ках сердечников ротора и статора (I_ст); - МДС одной фазы обмотки.

В и Н в различных участках сердечника статора и ротора неодинаковые, например в зубцах между пазами статора, а также ротора они имеют наиболь­шее значение, поскольку сечение магнитопровода в зубцах наименьшее.

Так как , а , то и поэтому для упрощения анализа картины магнит­ного поля асинхронного двигателя можно полагать, что , откуда а магнитная индукция в воздушном зазоре В₀ = тН₀.

Поскольку воздушный зазор одинаков по всей длине, то напряженность и магнитная индукция вдоль всего зазора будут иметь, соответственно, одинаковые значения. Наилучшие показатели дви­гатель имеет, когда магнитная индукция в воздуш­ном зазоре распределяется по синусоидальному закону.

магнитное поле, созданное синусоидальным током одной фазы, распределяется вдоль воздушного за­зора примерно синусоидально, неподвижно в прост­ранстве и изменяется во времени.

Обмотка статора асинхронного двигателя соеди­няется звездой или треугольником и подключается к сети трехфазного тока. Поскольку каждая фаза обмотки имеет одинаковое число витков и они сим­метрично расположены по окружности ста гора, их сопротивление и амплитуда тока будут одинаковы­ми, но токи в фазах обмотки будут сдвинуты во вре­мени относительно друг друга на 120°. Токи каждой фазы обмотки создадут магнитные поля, которые будут сдвинуты во времени на тот же угол. В ре­зультате сложения магнитных полей всех фаз обра­зуется общее магнитное поле двигателя. Магнитная индукция результирующего магнитного поля оказы­вается распределенной вдоль воздушного зазора также по синусоиде, ее амплитуда не изменяется во времени и в 1,5 раза больше амплитуды магнитной индукции одной фазы. Результирующее магнитнов поле вращается с постоянной частотой.

Двигатели выполняются не только с двумя, но и с четырьмя, шестью, восемью и более, полюсами; в общем случае они имеют р пар полюсов. Обмотка каждой фазы статора таких двигателей состоит из нескольких частей, которые соединяются между со­бой параллельно или последовательно.