18. Способы управления трёхфазным асинхронным двигателем.

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя

Трехфазные асинхронные двигатели находят самое широкое применение

в различных областях техники. Не менее 90 % всех электродвигателей являют-

ся асинхронными. Такое широкое использование эти двигатели получили бла-

годаря простоте конструкции и надежности в работе. В устройствах автоматики

они чаще применяются для привода механизмов, не требующих регулирования

частоты вращения.

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя основан на спо-

собности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока созда-

вать вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля n1, или син-

хронная частота вращения (об/мин), прямо пропорциональна частоте перемен-

ного тока 1f и обратно пропорциональна числу пар полюсов p трехфазной об-

мотки:

1 1 n fp = 60 / (6.1)

Если необходимо изменить направление вращения магнитного поля, то

изменяют порядок следования фаз трехфазной системы токов, подводимых к

трехфазной обмотке. Число полюсов асинхронного двигателя определяется

конструкцией обмотки статора, при этом число полюсов ротора равно числу

полюсов статора.

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что час-

тота вращения 2 n ротора меньше синхронной частоты вращения 1n магнитного

поля статора.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется

только при неравенстве частот вращения 2 1 n n < . Частота вращения поля стато-

ра относительно ротора определяется частотой скольжения 312 n nn = − . Отста-

вание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной

величиной S, называемой скольжением:

121 S nnn = − ( )/ (6.2)

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0

до 1, т. е. 0–100 %. Если 0 S ≈ , то это соответствует режиму холостого хода, ко-

гда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момен-

та, если 1 S ≈ – режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя не-

подвижен 2 ( 0) n = . Скольжение зависит от механической нагрузки на валу дви-

гателя и с ее ростом увеличивается.

Частота вращения ротора асинхронного двигателя (об/мин) согласно (6.2)

21 1 nn S fp S = −= − (1 ) [(60 ) / ](1 ). (6.3)

При изменениях нагрузки на валу двигателя частота вращения n2 изменя-

ется пропорционально (1 ) − S .

Если коробка выводов имеет шесть зажимов, обозначенных С1, С2 и

С3 – начала обмоток фазы статора и С4, С5 и С6 – концы обмоток фазы статора

(рис. 6.1, а), то такой двигатель можно включить в трехфазную сеть на два раз-

ных напряжения, отличающихся в 3 раз, соединяя обмотку статора либо в

звезду, либо в треугольник. Например, если в паспорте двигателя указаны на-

пряжения питающей сети 220/380 В, то при напряжении сети 380 В обмотку

статора соединяют в звезду, а при 220 В – в треугольник (рис. 6.1, б). В обоих

случаях на каждую обмотку фазы приходится напряжение 220 В. Если двига-

тель рассчитан на включение в сеть с каким-либо одним напряжением, то в ко-

робке выводов имеется только три зажима.