Вопрос №5: Почему обмотки статора двухфазных машин стремятся расположить по взаимно перпендикулярным осям?

Из этого следует, что максимум прямого поля имеет место при временном сдвиге токов на угол

Из этого нетрудно заметить, что пусковой момент в одинаковой мере зависит от МДС фаз и от углов — как пространственного, так и временного. При двухфазная обмотка создает пульсирующее магнитное поле, при котором пусковой момент равен нулю. Для получения максимального кругового поля и максимального момента на практике всегда стремятся расположить фазы под пространственным углом и запитать их токами с временным сдвигом .

Вопрос №6: Какое магнитное поле образуется в общем случае в двухфазной несимметричной машине?

Рис. 1.3. Векторная диаграмма МДС двухфазной несимметричной обмотки

В общем случае фазы А и В двухфазной несимметричной обмотки имеют неодинаковое число эффективных витков ( ), смещены в пространстве на произвольный угол , а протекающие по фазам токи не равны по амплитуде и сдвинуты во времени на угол :

Образуемые этими токами МДС фаз можно записать в тригонометрической форме, или в комплексной форме, используя понятие пространственно-временной комплексной функции. Совмещая действительную ось пространственно-временной комплексной плоскости с осью фазы А (рис. 1.3), записываем комплексные функции, изображающие МДС фаз, в виде:

Здесь комплексные функции изображают соответственно прямовращающиеся и обратновращающиеся волны МДС фаз; — амплитудные значения прямой и обратной последовательностей МДС фаз.

Вопрос №7: Сформулируйте общие условия образования вращающегося поля в двухфазной несимметричной машине.

В общем случае при произвольных значениях , магнитное поле двухфазной несимметричной обмотки образуется двумя МДС F₁ и F₂, вращающимися в противоположные стороны с синхронной скоростью. При этом конец результирующего вектора на любой комплексной плоскости описывает эллипс.

+ ≠ πn; где n – 1,2,3...

Вопрос №8: с какой угловой скоростью вращается эллиптическое магнитное поле?

Рис. 1.4. Годографы МДС несимметричной двухфазной обмотки

Одной из особенностей эллиптического поля является то, что угловая скорость результирующего вектора МДС не постоянна во времени. Положение результирующей МДС на комплексной плоскости в любой момент времени может быть охарактеризовано углом - видно:

где — коэффициент, характеризующий степень эллиптичности магнитного поля.

При F₂ = 0 или F₁ = 0 = ±1и магнитное поле превращается из эллиптического в круговое — прямо- или обратновращающееся. При F₂ = F₁ = 0 и поле машины из эллиптического превращается в пульсирующее — эллипс вырождается в линию.

Мгновенную угловую скорость вектора результирующей МДС найдем, продифференцировав по времени:

Откуда

где коэффициент, характеризующий неравномерность угловой скорости вектора МДС эллиптического поля,

Вопрос №9: Как осуществляется сдвиг токов в фазах при однофазном питании несимметричного ад?

Рнс. 1.6. Схема включения АД с фазосдвигаю-шими элементами в однофазную сеть

В качестве элементов, обеспечивающих временной сдвиг токов в фазах, могут использоваться резистор R, катушки индуктивности L или конденсатор С.

Если в качестве фазосдвигающего элемента, включенного в фазу В, использовать резистор , то при ток фазы В будет отставать от напряжения сети на угол , меньший угла . При этом угол сдвига токов I_А и I_В во времени р = — будет всегда меньше . Это означает, что в рассматриваемом случае в машине может быть получено только эллиптическое поле.

При включении в фазу В катушки индуктивности ток будет отставать от напряжения сети на угол , больший угла . Но и в этом случае угол сдвига токов во времени и образуемое магнитное поле является эллиптическим.

Если одновременно включить в фазу А индуктивное сопротивление а в фазу В активное сопротивление то можно получить больший угол сдвига во времени токов и , но круговое вращающееся поле получить не удастся, так как и в этом случае .

Если при в качестве фазосдвигаюшего элемента в фазу В включен конденсатор , то ток этой фазы может опережать напряжение сети. При определенных соотношениях емкостного сопротивления конденсатора и индуктивного сопротивления фаз (см. гл. 4) временной угол сдвига токов и может быть равен , а это означает возможность получения кругового вращающегося поля.