2. Эдс статорной и роторной обмоток

Результирующий магнитный поток Ф, вращающийся в расточке статора с синхронной скоростью , индуктирует в неподвижных витках статорной обмотки переменные ЭДС, частота которых будет равна частоте сети:

Действующее значение ЭДС витка: – по аналогии с трансформатором.

Действующее значение фазной ЭДС статорной обмотки:

;

где – число последовательно соединенных витков на фазу;

=0,92 – 0,98 – обмоточный коэффициент статорной обмотки.

Он показывает уменьшение ЭДС из-за пространственного распределения витков в пазах (по сравнению с трансформатором) и уменьшение ЭДС из-за укорочения шага обмотки.

,а в трансформаторе было: . Витки пронизывалисьФ одновременно.

При укорочено шаге (y),виток пронизывается не полным Ф, что также сказывается на уменьшении ЭДС.

Укороченный шаг применяется в двухслойных обмотках. Они более экономичны и улучшают форму кривой ЭДС Вращающееся магнитное поле индуктирует переменные ЭДС также и в обмотке ротора. Обычно при этом рассматривают 2 режима:

1. Ротор неподвижен или заторможен (фазорегулятор, индуцированный регулятор );

2. Ротор вращается (двигатель, генератор, электромагнитный тормоз ).

Если ротор неподвижен, то , аналогично обмотке статора. Действующее значение фазной ЭДС ротора, где

W₂– число последовательных витков на фазу ротора;

k₂– обмоточный коэффициент роторной обмотки.

Если ротор вращается со скоростью n₂, то относительная скорость магнитного потока будет n₁-n₂. Тогда .

Действительное значение фазной ЭДС вращающегося ротора:

.

Из выражения для ЭДС статора и заторможенного ротора видно, что асинхронная машина подобна трансформатору. Выражения отличаются только введением обмоточных коэффициентов. Поэтому вводят понятие коэффициента трансформации ЭДС АМ.

.

Аналогично трансформатору, вводится также понятие приведенной ЭДС заторможенного ротора.

2. Потоки рассеяния и индуктивные сопротивления ам

Кроме основного магнитного потока Ф, общего для обмоток статора и ротора, в АМ имеются небольшие потоки рассеяния, связанные только со статором или только с ротором.

Они существуют как для активных частей обмоток (в пазах ), так и для лобовых соединений (вне пазов). Проходят потоки рассеяния в основном по воздуху, поэтому совпадают по фазе с создающими их токами. Эти потоки рассеяния Ф_p1 и Ф_p2 индуктируют в каждой фазе статора или ротора дополнительные ЭДС рассеяния E_p1 и E_p2. В уравнениях и векторной диаграммах E_p1 и E_p2 обычно учитываются введением понятий индуктивных сопротивлений рассеяния статорной и роторной обмоток x₁ и x₂.

; , где .

Если ротор вращается, то:.

2. Токи ротора и статора ад

Ток во вращающемся роторе может быть определен по закону Ома:

(1).

Величина тока ротора:.

Угол сдвига по отношению к ЭДС ротора: , где

Ток статора найдем из уравнения м.д.с. АМ: (*), где:

- м.д.с. статора;

- м.д.с. ротора;

- м.д.с. АМ в идеальном режиме холостого хода (, ибоn₂=n₁).

Это возможно, когда ротор разгоняется до n₁ посторонним двигателем, напр., ДПТ.

В приведенных обозначениях m₁ и m₂ – число фаз статора или ротора.

В общем случае m₂≠m₁. Даже обмотка фазного ротора может быть не обязательно 3-х фазной, как обмотка статора. Она может быть многофазной, но с числом полюсов обязательно равным числу полюсов обмотки статора (P₂=P₁),ибо n₂≈n₁.

А беличья клетка К.З. ротора представляет собой всегда многофазную обмотку с числом фаз m₂=, где

Z₂– число пазов или стержней ротора,

P₁– число пар полюсов обмотки статора.

Число полюсов беличьей клетки P₂ устанавливается автоматически всегда равным числу полюсов обмотки статора (P₂=P₁). Следовательно, на один и тот же К.З. ротор может быть использован в статоре с обмоткой на любое число полюсов, если диаметр этого ротора D_p соответствует внутреннему диаметру D_c данного статора, а также проходят осевые размеры.

Подставим м.д.с. в равенство(*):m₁∙k₁∙W₁∙+m₂∙k₂∙W₂∙=m₁∙k₁∙W₁∙ (2)

Поделим (2) на m₁∙k₁∙W₁ почленно: ( 2' ). Обозначим:

- коэффициент трансформации тока АМ.

- приведенный ток ротора АМ.

Тогда ( 2' ) запишется так: или(3).

Так определяется ток статора I₁.