Глава 3

ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3.1 АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

3.1.1 Принцип действия асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель - это электрическая машина, которая использует взаимодействие вращающегося магнитного поля с токами наведенными этим же полем в обмотках ротора.

Принцип действия иллюстрирует рисунок 3.1.

Рис 3.1

Вращающееся магнитное поле материализовано в виде подковообразного магнита, вращающегося с угловой скоростью _s, называемой синхронной скоростью. Это поле индуцирует вихревые токи в металлическом диске, подвижном вокруг своей оси. Под действием вращающегося магнитного поля на индуцированные токи, диск вращается в том же направлении, что и поле, однако его скорость вращения  меньше, чем синхронная (  < _s ).

3.1.2 Вращающееся магнитное поле

В асинхронном двигателе вращающееся магнитное создается трехфазными токами циркулирующими по обмоткам статора. Рассмотрим создание этого поля подробно.

Имеются три неподвижные обмотки AX, BY, CZ, сдвинутые друг относительно друга на 120 в пространстве и обтекаемые трехфазными токами (Рис.3.2 и 3.3):

i_A = I_m sint

i_B = I_m sin(t - 2/3)

i_C = I_m sin(t + 2/3)

Рис.3.2 Рис.3.3.

Рассмотрим эту конструкцию для трех моментов времени t₁ ,t₂ ,t₃

(Рис.3.4, 3.5, 3.6).

Момент времени t₁: i_A = + I_m, i_B= - I_m /2 , i_C = - I_m /2.

На плоскости получим рисунок 3.4. Здесь суммарная индукция магнитного поля будет

или в абсолютных величинах

.

Момент времени t₂: i_A = - I_m/2, i_B = + I_m, i_C = - I_m /2.

На плоскости получим рисунок 3.5. Здесь суммарная индукция магнитного поля будет

или в абсолютных величинах

Момент времени t₃: i_A = - I_m/2, i_B = - I_m/2, i_C = + I_m.

На плоскости получим рисунок 3.4. Здесь суммарная индукция магнитного поля будет

или в абсолютных величинах

Рис.3.4 Рис.3.5

Рис.3.6

На основании рассмотрения этих трех частных случаев можно сделать заключение, что три неподвижные обмотки, сдвинутые в пространстве на 120 и обтекаемые токами, сдвинутыми на 120 во времени создают вращающееся магнитное поле, чья индукция постоянна. Такое поле является двухполюсным. Если конструкция содержит 2р полюсов, то синхронная угловая скорость будет

и соответствующая ей частота вращения

[об/мин]

где:  - пульсация;

f - частота сети.

Таким образом, в трехфазной обмотке, состоящей из р катушек на фазу создается магнитное поле вращающееся с частотой

[об/мин].

Таблица 3.1. представляет частоту вращения в функции числа полюсов, при частоте сети f = 50 Hz.

Таблица 3.1

Число пар полюсов p	1	2	3	4	5	6
Синхронная частота вращения n [ об/мин ]	3000	1500	1000	750	600	500