5. Изменение направления вращения якоря электродвигателя постоянного тока

Необходимо изменить направление электромагнитного момента, действующего на якорь. Изменить можно двумя способами:

1) изме­нением направления тока Iя в обмотке якоря;

2) изменением поляр­ности полюсов, т. е. направления магнитного потока Ф, путем из­менения направления тока возбуждения Iв.

Рисунок 3.3. Схемы переключений обмотки электродвигателя при изменении направления вращения

6. Принцип действия асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из неподвижной части ста­тора 1 (рис. 4.1, а), на котором расположены обмотка 2 статора, и вращающейся части - ротора 3 с обмоткой 4. Между ротором и статором имеется воздушный зазор. Обмотка 2 статора представляет собой трехфазную или в общем случае многофазную обмотку, катушки которой размещают равно­мерно вдоль окружности статора. Фазы этой обмотки А-Х, В-Y и C-Z размещены равномерно по окружности статора; они соеди­няются «звездой» (рис. 4.1, б) или «треугольником» и подклю­чаются к сети трехфазного тока. Обмотку 4 размещают равно­мерно вдоль окружности ротора. При работе двигателя она замк­нута накоротко.

Рисунок 4.1. Электромагнитная схема асинхронного двигателя (а), схема включения его обмоток (б) и пространственное распределение вращающего магнитного поля (в) в двухполюсной машине

При подключении обмотки статора к сети создается синусои­дально распределенное вращающееся магнитное поле 5 (рис. 4.1, в). Оно индуцирует в обмотках статора и ротора ЭДС е₁ и e₂. Под действием ЭДС е₂ по проводникам ротора будет проходить электрический ток i₂.

На проводники с током, расположенные в магнитном поле, действуют электромагнитные силы, направление которых опреде­ляется правилом левой руки. Суммарная сила Fpез, приложенная ко всем проводникам ротора, образует электромагнитный мо­мент М увлекающий ротор за вращающимся магнитным полем.

Необходимым условием для возникновения в асинхронной машине электромаг­нитного вращающего момента является неравенство частот вращения магнитного поля n₁ и ротора n. Только при этом условии в обмотке ротора индуци­руется ЭДС и возникает ток i₂ и электромагнитный момент М.

По этой причине машина называется асинхронной (ротор ее вра­щается несинхронно с полем).

Для характеристики отставания частоты вращения ротора дви­гателя от частоты вращения магнитного поля служит скольжение, его выражают в относительных единицах или процентах:

s = (n₁ - n)/n₁ или s=[(n₁-n)/n₁]*100% (4.1)

7. Холостой ход асинхронного двигателя

Двигатель в этом режиме не может развить вращающего момента и ротор его под влиянием противодействующего момента сил трения замедляется. Замедление ротора будет происходить до тех пор, пока вращающий момент не станет равным моменту, создаваемому силами трения. При холостом ходе двигатель работает со скольжением S=0,2..0,5 %.

При холостом ходе по обмотке статора проходит ток холостого хода Io, который имеет реактивную и актив­ную составляющие. Реактивная составляющая тока холостого хода (намагничивающий ток) обеспечивает создание в двигателе тре­буемого магнитного потока, а активная составляющая - передачу в обмотку статора из сети энергии, необходимой для компенсации потерь мощности в машине в этом режиме.