25). Конструкция и принцип действия ад

Упрощенная конструкция АД показана на рис. 3.17.

В фазном роторе есть возможность подключать внешние элементы.

С целью уменьшения потерь сердечники статора и ротора набираются из пластин электротехнической стали.

Под воздействием тока, протекающего по обмоткам статора, создается намагничивающая сила и вращающееся магнитное поле. Оно индуцирует в роторе ЭДС и ток. На проводники с током в магнитном поле действует сила, заставляющая ротор вращаться. Он вращается с некоторым отставанием от поля (индекс 1 – для статорной цепи, 2 – для роторной):

Рис. 3.17. Конструкция АД: а – статор: 1 – сердечник; 2 – корпус; 3 – обмотки, оси их сдвинуты на 120°; б – короткозамкнутый ротор: 4 – вал; 5 – кольцо из алюминия; 6 – сердечник из пластин; 7 – пазы, заливаются алюминием; в – обмотка короткозамкнутого ротора, г – цепь обмоток фазного ротора: 8 – кольца на валу;

9 – щетки; 10 – обмотка

Мера отставания скорости ротора от скорости вращения магнитного поля называется скольжением.

(n₀ − n₂ )

S = ,

n0

где n₀ – скорость вращения магнитного поля; n₂ – скорость

вращения ротора. Если n₂ = 0, то S =1, если n₂ = n₀ , то S = 0 ,

S_ном = 0,03...0,07.

Частота тока в статоре

60 f1 n p0

f1 = fсети, n0 = , f1 = ; p 60

частота тока в роторе

f2 = p n( 0 − n2 ) n0 ⇒ f2 = f S1 .

60 n₀

Изменение частоты f₂ при разгоне двигателя:

1. n₂ = 0, S =1, f₂ = f₁ = (max).

2. n₂ ↑ , S ↓ , f₂ ↓ .

3. При S = 0,05 f₁ = 50 Гц → f₂ = 2,5 Гц (в номинальном режиме f₂ очень мала).

ЭДС статора (E₁ ) и ротора (E₂ ) . Из теории работы трансформатора имеем

E = 4,44w f⋅ ⋅Ф_m;

ЭДС статора E₁ = 4,44w f_{1 1}Ф_mK₀₁ ;

ЭДС ротора E₂ = 4,44w f_{2 2}Ф_mK₀₂ , где K₀₁,K₀₂ – обмоточные коэффициенты статора и ротора, учитывающие распределение обмоток по пазам, K₀₁, K₀₂ ≈(0,92...0,95);

E2 = 4,44w f2 2ФmK02 = 4,44w f2 1ФmK S02 = E2kS , где E_2k – ЭДС заторможенного ротора.

Изменение E₂ при разгоне:

1. n₂ = 0 , S =1, E₂ = E_2k = (max) .

2. n₂ ↑ , S ↓ , E₂ ↓ .

Индуктивное сопротивление статора X₁ = ω_{1 1}L = 2πf_{1 1}L ;

индуктивное сопротивление ротора X _2S = ω₂L₂ = 2πf L_{2 2} =

= 2πf₁L S₂ = X ₂S ,

где X₂ – сопротивление ротора на частоте сети.

Индуктивное сопротивление ротора зависит от скорости вращения:

n₂ ↑ , S ↓ , X ₂ ↓ .

3.2.2. Ток и схема замещения обмотки ротора (одной фазы)

Схема замещения обмотки ротора приведена на рис. 3.18. Ток фазы обмотки ротора

E E S E

 S   S 

1− S

+

R₂ .

S

S

электрической энергии в механическую. Мощность тепловой энергии, выделяемой в этом сопротивлении, определяет механическую мощность на валу двигателя.

R2 X2S R2 X2

E₂

а б

Рис. 3.18. Реальная схема замещения фазы обмотки ротора (а) и эквивалентная схема замещения одной фазы обмотки ротора (б)

Изменение I₂ при разгоне двигателя:

1. n₂ = 0 , S =1, I₂ =(max).

2. n₂ ↑, S ↓ , I₂ ↓ .