- •Глава 3
- •3.1.1 Принцип действия асинхронного двигателя
- •3.1.2 Вращающееся магнитное поле
- •3.1.3 Логическая диаграмма функционирования
- •3.1.4 Скольжение
- •3.1.5 Элементы конструкции асинхронного двигателя
- •3.1.6 Электродвижущие силы ротора и статора
- •3.1.7 Основные уравнения асинхронного двигателя
- •3.1.8 Вращающий момент
- •3.1.9 Механическая характеристика
- •3.1.10 Потери мощности и кпд двигателя
- •3.1.11 Рабочие характеристики
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):
iA = Im sint
iB = Im sin(t - 2/3)
iC = Im 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: iA = + Im, iB= - Im /2 , iC = - Im /2.
На плоскости получим рисунок 3.4. Здесь суммарная индукция магнитного поля будет
или в абсолютных величинах
.
Момент времени t2: iA = - Im/2, iB = + Im, iC = - Im /2.
На плоскости получим рисунок 3.5. Здесь суммарная индукция магнитного поля будет
или в абсолютных величинах
Момент времени t3: iA = - Im/2, iB = - Im/2, iC = + Im.
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