Асинхронные машины
14. Устройство асинхронной машины
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижной – статор и вращающейся – ротор.
Статор состоит из станины и сердечника.
Сердечник статора выполняют из листов электротехнической стали в виде пакета с пазами на внутренней стороне. В пазы укладывается трехфазная симметричная обмотка, выполненная из медного изолированного провода. Начало обмотки маркируется С1,С2,С3; концы – С4,С5,С6.
Фазы обмотки смещены на 120 градусов.
Ротор выполняется из листов электрической стали в виде цилиндра с пазами на наружной стороне. Цилиндр насаживается на вал. В пазы ротора укладывается обмотка.
Существует два варианта исполнения обмотки ротора:
1. Короткозамкнутый ротор.
В пазы сердечника ротора заливается алюминий образуя стержни. Стержни замыкаются между собой кольцами, образуя «беличью» клетку.
Преимущества:
1. Простота изготовления
2. Низкая стоимость
3. Высокая надежность
Недостатки:
1. Большие пусковые токи (в 5-7 раз больше номинального)
2. Относительно малый пусковой момент
2. Фазный ротор.
В пазы сердечника ротора укладывается трехфазная обмотка из медного изолированного провода. Концы обмотки соединяются по схеме «звезда», начала обмотки подключаются к медным контактным кольцам.
Достоинства:
1. Малые пусковые токи
2. Большой пусковой момент
Недостатки:
1. Сложность изготовления
2. Высокая стоимость
3. Низкая надежность
15. Принцип работы асинхронного двигателя
При подаче напряжения на обмотку статора в ней возникает электрический ток. Этот ток создаёт круговое вращающееся магнитное поле, которое вращается со скоростью:
,
где f – частота напряжения питающей сети;
p – число пар полюсов
n1 называют синхронной скоростью.
Магнитное поле статора пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них ЭДС. Поскольку обмотка ротора замкнута, в ней возникает электрический ток, который создаёт магнитное поле ротора. В результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора, возникает вращающий момент.
Двигатель называют асинхронным, потому что скорость вращения магнитного поля статора и скорость вращения ротора различны.
Величина, характеризирующая разность скоростей вращения магнитного поля статора и ротора называется скольжением:
Следует отметить, что магнитное поле статора и магнитное поле ротора вращаются с одинаковой скоростью. Частота ЭДС и тока ротора определяются по соотношению:
16. Общие сведения об обмотках машин переменного тока
В электрических машинах переменного тока обмотки размещают в пазах, расположенных на внутренней поверхности статора и на внешней поверхности ротора.
Простейший элемент
обмотки – виток, состоит из двух
проводников, размещенных в пазах,
находящихся друг от друга на некотором
расстоянии у.
Это расстояние называют шагом
обмотки. Оно
приблизительно равно полюсному
делению
,
где z
– общее число пазов статора или ротора.
Если у=τ, шаг называют диаметральным или полным. Если у<τ, шаг называют укороченным. Разность τ – у называют укорочением.
Витки, образованные проводниками, лежащими в одних и тех же пазах, объединяют в катушки (секции).
По числу фаз обмотки делятся на однофазные и многофазные.
По способу укладки секций в пазы обмотки делятся на однослойные и двухслойные, когда в одном пазу лежат две стороны различных секций.
По типу обмотки делятся на петлевые и волновые.
Для улучшения формы кривой распределения поля и ослабления высших гармоник обмотку каждой фазы размещают в нескольких пазах, т.е. делают распределенной, а также применяют укорочение шага обмотки.