2.1. Общие положения. Устройство асинхронных машин

Асинхронная машина – это машина переменного тока, у которой магнитное поле и ротор вращаются с разными угловыми скоростями. В основном используются два типа конструкций: с короткозамкнутым и с фазным ротором.

В дальнейшем рассматриваются наиболее распространенные трехфазные АД.

Слайд № 24

Асинхронные машины в режиме генератора, как источники электрической энергии, почти не применяются, так как по своим показателям уступают синхронным генераторам.

АД состоит из статора, ротора и подшипниковых щитов. Статор аналогичен по конструкции статору синхронной машины. Он также состоит из корпуса 1, сердечника 2 и трехфазной обмотки 3.

На Слайде № 25 показаны отдельный лист и магнитопровод статора АД в сборе.

Слайд № 25

Ротор асинхронного двигателя – вращающаяся часть – состоит из стального вала, сердечника, набранного из листов электротехнической стали с пазами на внешней поверхности. Вал вращается в подшипниковых щитах.

Слайд № 26

Слайд № 27

Обмотка ротора бывает короткозамкнутой или фазной. Короткозамкнутая обмотка выполняется из алюминиевых или медных стержней, замкнутых с обоих торцов ротора накоротко кольцами. На кольцах могут выполняться приливы, играющие роль лопастей вентилятора.

Слайд № 28

Слайд № 29

Слайд № 30

На следующих слайдах показано устройство АД с фазным ротором.

Слайд № 31

Слайд № 32

Фазный ротор имеет трехфазную обмотку, аналогичную обмотке статора. Число пар полюсов обмотки фазного ротора всегда равно числу пар полюсов обмотки статора. Обмотка фазного ротора всегда соединяется в звезду. Выводы обмотки подсоединены к кольцам на валу и с помощью щеток подсоединяются к реостату или другому устройству. Такая конструкция позволяет регулировать ряд параметров асинхронного двигателя, варьируя величину тока в обмотке ротора, за счет изменения сопротивления реостата и т.д.

2.2. Принцип действия асинхронного двигателя

Принцип работы АД: при протекании 3-х фазного переменного тока по обмотке статора возникает вращающееся магнитное поле. Это поле наводит ток в обмотках ротора, таким образом, происходит взаимодействие вращающегося магнитного поля с током ротора. В результате возникают механические усилия (вращающий момент), заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения магнитного поля n₁. Таким образом, ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю.

(Так же как в синхронном двигателе трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле . Линии магнитного поля, пересекая проводники обмоток статора и ротора, наводят в них ЭДС и , соответственно. Под влиянием ЭДС в обмотке ротора возникает ток . В результате взаимодействия тока ротора с основным магнитным потоком по правилу левой руки возникает электромагнитная сила, создающая вращающий момент на валу . Он, в свою очередь, приводит ротор во вращение с частотой . В статическом режиме величина будет такой, чтобы выполнялось условие саморегулирования . Видно, что частота вращения поля статора и частота вращения ротора у АД должны отличаться, поскольку при ЭДС в обмотке ротора не наводится, соответственно .)