Лекции / Лекция 6 Электрические машины_полная

2. Асинхронные машины

Асинхронный электродвигатель (также Асинхронная машина) — электрический двигатель переменного тока, частота вращения ротора которого не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. В ряде стран к асинхронным двигателям причисляют также коллекторные двигатели. Второе название асинхронных двигателей — индукционные, это обусловлено тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора.

Широкое применение асинхронных двигателей объясняется их достоинствами по сравнению с другими двигателями: высокая надёжность, возможность работы непосредственно от сети переменного тока, простота обслуживания.

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.

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.

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

Конструкция АД 1-корпус, 2- сердечник статора, 3- обмотки, 4-вал, 5-сердечник ротора.

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.

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.

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.

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 ре-

зультате 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.

на с электрической сетью постоянного тока с помощью механического (коллектор) или полупроводникового преобразователя частоты.

Статор состоит из стальной станины 1, на внутренней поверхности которой расположены главные полюса, состоящие из сердечников 2 со своими катушками (катушки возбуждения). Между основными полюсами находятся добавочные полюсы 3 со своими катушками. В нижней части сердечника полюса имеется полюсный наконечник, который обеспечивает нужное распределение магнитной индукции в воздушном зазоре машины. К станине с торцевых сторон прикреплены подшипниковые щиты 4, в которых вращается вал якоря 5. На щите со стороны коллектора прикреплены щёткодержатели с металлографитовыми щётками 6.