Вопросы и задания

1. Поясните устройство АД.

2. Поясните принцип действия АД.

3. Почему двигатель называется асинхронным?

2.2 Условия получения вращающегося

магнитного поля статора

Условиями получения вращающегося магнитного поля статора Ф_сту трехфазных АД являются:

1). Обмотки статора должны быть запитаны трехфазной системой напряжений, между электрическими фазами которых существует сдвиг 120^о:

(2.1)

2). Между обмотками фаз статора должен быть пространственный сдвиг, равный 120^о/р_П, гдер_П– число пар полюсов обмоток. Далее с целью упрощения выкладок примемр_П=1(рис.2.4,а), что соответствует АД, у которого поле статора вращается с частотойп₀=3000 об/мин(илип₀=50 об/сек).

3). Магнитное поле каждой из обмоток статора должно быть синусоидально распределенным вдоль внутренней, обращенной к ротору, поверхности статора (рис.2.4,а), где L– длина внутреннего круга статора,х– координата текущей точки круга. Распределения магнитных потоков фазных обмоток вдоль круга статора будут следующими:

(2.2)

Так как амплитуды Ф_тмагнитных потоков обмоток фаз прямо пропорциональны токам обмоток, а токи прямо пропорциональны амплитудам питающих обмотки напряжений, то заменив в (2.2) амплитудыФ_тна синусоидальные сомножители, входящие в выражения фазных напряжений (2.1), получим следующие законы изменения магнитных потоков фазных обмоток одновременно в функциихиt:

(2.3)

Поле статора Ф_стявляется суммой полей (2.3) всех обмоток:

(2.4)

Если подставить в (2.4) выражения (2.3) и выполнить преобразования, то будет получен следующий результат:

(2.5)

Если придать переменной времени tряд последовательно возрастающих значенийt₁→t₂→t₃→..., принявt₁=0, то вычисленные по выражению значения графиков потокаФ_ств функции координатыхбудут иметь вид, представленный на рис.2.4,б. Отметим у построенных графиков верхние точки, обозначив их как1, 2, 3,... Отмеченные точки и вместе с ними и косинусоиды будут перемещаться вдоль развертки в линию круга статора, а это и есть бегущая волна поля статора. Для круга статора бегущая волна будет вращающимся магнитным полем статораФ_ст(рис.2.3).

В точках 1, 2, 3,... значение аргумента косинусоиды (2.5) будет нулевым:

(2.6)

Из (2.6) найдем линейную скорость бегущей волны как

(2.7)

Если подставить в (2.7) геометрическое L=Dи кинематические определениято

(2.8)

При частоте питающей сети f=50 Гцчастота вращения поля статораn₀, вычисленная по (2.8), равна3000 об/мин.

На рис.2.5 приведены графики магнитных полей фазных обмоток и поля статора при двух парах полюсов (р_П=2) статорной обмотки. Это значит, что по линейной развертке круга статора длинойLукладываются по две синусоиды магнитных полей фазных обмоток. Шаг между обмотками по кругу статора составляет60^о, т.е. вр_Праз меньше чем для обмотки ср_П=1.

Построения бегущей волны (рис.2.5,б), оцениваемое по перемещению точек 1, 2, 3,...косинусоиды, дает вдвое меньшую линейную скоростьv_xи, следовательно, вдвое меньшую частоту вращенияп₀ магнитного поля статора. Значит формула (2.8) вращения магнитного поля для любого числа парр_Пполюсов обмотки статора примет вид

, об/мин (2.9)

При числе пар полюсов р_П, принимающем целочисленные значения, частота вращения поля статора имеет дискретные значения, приведенные в табл.2.1.

Таблица 2.1 - Частоты вращения поля статора

рП	1	2	3	4	5	6
п0, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500