1 Цель работы

Ознакомление с конструкцией асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, изучение способов пуска, снятие характеристики холостого хода и рабочего режима.

2 Принцип работы асинхронных двигателей

Асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами в силу своей простоты, низкой стоимости, высокой надежности.

К недостаткам а.д. следует отнести их высокое реактивное сопротивление и, как следствие, низкий коэффициент мощности, который в двигателях мощностью более 1 кВт лежит в пределах 0,7  0,9, а в маломощных двигателях может падать до 0,3  0,7 и ниже. Кроме того большой проблемой а.д. является регулирование частоты их вращения, а так же большие пусковые токи, превышающие номинальные. А.д. изготавливаются для работы в сети однофазного, двухфазного и трехфазного переменного тока. Особенно они эффективны в трехфазных сетях.

Асинхронный двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.

Статор представляет собой полый цилиндр, набранный из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг, от друга либо оксидированием, либо лакированием. В пазы внутренней поверхности статора уложены обмотки.

Сердечник ротора изготовлен аналогичным способом и бывает двух видов: с короткозамкнутой и фазной обмотками.

Первый вид двигателя называют асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, и он наиболее распространен. Второй - а.д. с фазным ротором или а.д. с контактными кольцами. В пазах ротора а.д. с фазной обмоткой уложена трехфазная оболочка аналогичная обмотке статора. Обмотку соединяют звездой, а три ее вывода подсоединяют к контактным кольцам, к которым через неподвижные щетки подсоединяют пусковые реостаты.

Обмотку короткозамкнутого ротора изготавливают путем заливки в пазы под давлением расплавленного алюминиевого сплава. Одновременно с обоих торцов ротора отливают алюминиевые кольца, замыкающие стержни пазов. Иногда в мощных машинах в пазы укладывают медные стержни, свариваемые у торцов ротора с медными, короткозамкнутыми кольцами. При этом обмотка ротора представляет сбой клетку, в электрическом отношении она является многофазной обмоткой с числом фаз, равным числу стержней (пазов).

Если трехфазную обмотку статора подключить к трехфазной сети, токи статора создадут вращающееся магнитное поле, которое, пересекая проводники ротора, индуцирует в них ЭДС и токи, которые взаимодействуют с магнитным полем статора, создают вращающий момент ротора.

По мере разгонки ротора его частота вращения увеличивается, но даже при отсутствии нагрузки на валу (режим х.х.), не сможет достичь частоты вращения поля. Отсюда и его название - асинхронный двигатель.

Разницу между частотами вращения магнитного поля n₁ и частотой вращения ротора n оценивают величиной, называемой скольжением S.

При номинальной нагрузке скольжение обычно лежит в пределах 0,015  0,03 (1,5  3%), а при х.х. может составлять доли процента. Но минимальная частота вращения ротора зависит от n₁ и не может быть выбрана произвольно. Однако обмотка каждой фазы статора может состоять из одного или нескольких проводников. Их можно соединять как последовательно, так и параллельно, и переключать из одной фазы в другую, изменяя, тем самым, число пар полюсов. Скорость вращения магнитного поля при этом будет определяться равенством:

n₁ = f / p, где

f = 50 Гц - частота тока в фазе статора;

р - число пар полюсов.

Возможное число пар полюсов и соответствующие им частоты вращения магнитного поля приведены в таблице 1.

Таблица 1

Число пар	1	2	3	4	5	6	8	10
n1 об/мин	3000	1500	1000	750	600	500	375	300