1. Общие вопросы испытания асинхронных машин

1. Основные определения и типы асинхронных машин

Асинхронные машины (АМ) относятся к машинам переменного тока. Наибольшее распространение нашли трехфазные машины (m = 3). Машины с двухфазной обмоткой (m = 2) и однофазной обмоткой (m = 1) статора, как правило, выполняются небольшой мощности (P_н  0,5 кВт) и применяются в системах автоматики и в бытовой технике.

Действие всех многофазных электрических машин основано на принципе вращающегося магнитного поля, частота вращения которого n₁ определяется частотой питающей сети (f₁) и числом пар полюсов (р) и равна:

об/сек или об/мин . (1.1)

В большинстве случаев АМ используются в режиме двигателя, в качестве генератора АМ имеют весьма ограниченное применение для специальных целей [1]. В однофазных асинхронных двигателях имеются две обмотки – основная (рабочая) и вспомогательная. Получение вращающегося магнитного поля в этом случае достигается включением на время пуска в цепь вспомогательной обмотки фазосдвигающего устройства (конденсатора или активного сопротивления). По окончании пуска вспомогательная обмотка отключается [2]. Далее рассмотрим наиболее распространенные трехфазные (m=3) асинхронные двигатели (АД).

Определение 1. Асинхронной машиной называют такую электрическую

машину переменного тока, частота вращения ротора ( n )

которой не равна частоте вращения магнитного поля ( n₁)

и зависит от нагрузки.

Определение 2. Скольжением называют относительную разность частоты

вращения магнитного поля (n₁) и частоты вращения ротора (n):

о.е или 100%. (1.2)

В зависимости от конструкции ротора АМ подразделяются на АМ с фазным ротором (АМФР) и АМ с короткозамкнутым ротором (АМКР).

Начала и концы трехфазной обмотки статора выводятся на клеммный щиток машины и маркируются:

С₁, С₂, С₃ – начала фаз,

С₄, С₅, С₆ – концы фаз.

Обмотка ротора асинхронной машины с фазным ротором выполняется аналогично обмотке статора. Фазы обмотки ротора обычно соединяются в звезду, а начала фаз ( Р₁, Р₂, Р₃ ) присоединяются к контактным кольцам и через щеточный аппарат выводятся на клеммный щиток машины, благодаря чему к ним может быть подключена пускорегулировочная аппаратура [1].

Обмотка ротора асинхронной машины с короткозамкнутым ротором представляет собой медные или алюминиевые неизолированные стержни, размещенные в пазах сердечника ротора, замкнутые по торцам короткозамыкающими кольцами.

На щитке, которым снабжена каждая электрическая машина, указаны номинальные данные. Для асинхронной машины это:

• режим работы (двигатель, генератор);

• схема соединения обмоток статора ( Y/, /Y );

• номинальные линейные напряжения ( U_н ) и токи ( I_н );

• номинальная мощность P_2н (P_2н – для двигателя - это мощность на валу машины, P_2н – для генератора - это мощность на зажимах обмотки статора);

• номинальная частота вращения n_н ;

• номинальный коэффициент мощности cos _н ;

• номинальный коэффициент полезного действия _н ;

• номинальная частота f_1н, если машина предназначена для работы при частоте, отличной от стандартной f₁= 50 Гц;

• номинальный ток I_2н и линейное напряжение при неподвижном роторе (напряжения между контактными кольцами) U_2н для АМФР.

Номинальные величины определяются исходя из механической прочности, допустимого нагрева обмоток и гарантируют срок службы машины.