Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя

Статор – полый ферромагнитный цилиндр с продольными пазами.

В пазах статора находится одинаковых многовитковых катушек (рис. 12.5). Магнитные оси двух соседних фаз смещены на 120 электрических градусов или на.

Начало и конец каждой фазы выводится на щиток с зажимами и маркируются.

Статор асинхронного двигателя (АД) не имеет явно выраженных полюсов, а их число определяется конструкцией обмотки. Участки статора, где магнитные линии выходят из него представляют собой северные полюсы, а где входят – южные.

Ротор асинхронного двигателя – 1) беличья клетка; 2) фазный ротор с контактными кольцами.

Впоследнем случае ротор имеет продольные пазы в которые укладывается обмотка. Таким образом, и в том, и в другом случае обмотка ротора представляет собой совокупность замкнутых витков (рис. 12.6).

Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя основан, на способности трёхфазной обмотки статора создавать круговое вращающееся магнитное поле.

За промежуток времени, равный половине периода питающего напряжения, направление токов в витках статора сменится на противоположное и магнитные полюсы поменяются местами.

–число полюсов, – число пар полюсов.

Следовательно магнитное поле повернётся на оборота. За времяТ произойдёт поворот на оборота.

За одну секунду поле сделает оборотов, где– частота тока статора.

За 1 мин: ; об/мин – синхронная скорость вращения поля статора.

Вращающееся поле статора, пересекая замкнутые витки обмотки ротора, наводит в них ЭДС, которая вызывает ток в стержнях ротора.

Взаимодействие этого тока с полем статора будет таким, (согласно Правилу Ленца) чтобы препятствовать причине, вызвавшей индуктирование тока. А так как этой причиной является пересечение витка вращающимся магнитным полем, то виток начнёт вращаться вслед за полем, чтобы избежать этого пересечения. Однако скорость вращения ротора .

Если то нет пересечения витков ротора полем статора, не возникает ЭДС и ток, и нет силы действующей на стержни ротора. Поэтому название типа двигателя – асинхронный.

Отставание ротора от поля статора характеризуется относительной величиной – скольжением:

У асинхронного двигателя малой и средней мощности . Скольжение зависит от момента сопротивления на валу двигателя и с его ростом увеличивается.

Магнитный поток статора пересекает обмотку ротора со скоростью то есть, следовательно частота индуцируемого в обмотке ротора тока:

Ток ротора создаёт своё вращающееся магнитное поле, вращение которого происходит относительно самого ротора со скоростью.

, - число пар полюсов ротора,

; .

Тогда скорость вращения поля ротора относительно неподвижного статора: .

Вывод: поля статора и ротора неподвижны относительно друг друга, это позволяет рассматривать асинхронный двигатель как трёхфазный трансформатор, в котором передача энергии из статора в ротор осуществляется электромагнитным путём.

Контрольные вопросы

1. Где используется разложение пульсирующего поля на два вращающихся?

2. Пульсирующее магнитное поле можно представить как результат наложения двух круговых вращающихся магнитных полей?

3. Что позволяет получить круговое вращающееся поле?

4. Что такое статор?

5. На чем основан принцип действия трехфазного асинхронного двигателя?

6. Что вызывает ток в стержнях ротора?

7. Что позволяет рассматривать асинхронный двигатель как трехфазный трансформатор?