9.5. Режим генератора

Представим себе, что ротор возбужденной трехфазной асинхрон­ной машины приведен во вращение каким-либо посторонним двигателем в направлении вращения магнитного поля с постоянной скоростью, превышающей скорость вращения поля (рис. 9.9, б). Тогда относительное движение проводников ротора в магнитном поле машины будет происходить в направлении движения поля, т. е. в направлении движения часовой стрелки. По сравнению с режимом двигателя в рассматриваемом случае фаза токов в обмотке ротора изменится на 180º, а электромагнитные силы, действующие на ротор, будут создавать момент, противодействующий вращению, что свидетельствует о передаче энергии посредством вращающегося поля от ротора к статору.

Асинхронная машина, ротор которой вращается в направлении вращения магнитного поля со скоростью, превышающей скорость поля, работает в режиме генератора.

Режим электромагнитного тормоза

В третьем режиме — режиме электромагнитного тормоза — асинхронная машина работает тогда, когда ее ротор и магнитное поле вращаются в разных направлениях (рис. 9,9, в). Применив правила правой и левой руки, можно убедиться, что электромагнитный момент, возникающий от взаимодействия токов ротора с магнитным полем, вращающимся против направления вращения ротора, будет оказывать тормозящее действие на ротор. В режиме электромагнитного тормоза скорость относительного движения проводников ротора в магнитном поле превышает скорость вращения поля.

Скольжение

Итак, важнейшее свойство асинхронной машины состоит в том, что при ее работе магнитное поле и ротор вращаются с разными скоростями, не синхронно или асинхронно, что и получило отражение в наименовании этой машины. При анализе работы асинхронных машин удобно пользоваться безразмерной величиной s, называемой скольжением и определяемой отношением разности скоростей вращения магнитного поля Ω₀ и ротора Ω к скорости вращения поля:

где Ω₀ - Ω = Ω_s — скорость вращения поля относительно ротора, называемая скоростью скольжения.

В формуле скорость вращения ротора Ω — величина алгебраическая. Ее следует считать положительной при вращении ротора в направлении вращения магнитного поля и отрицательной — при встречном вращении поля и ротора.

Зависимость скорости вращения ротора Ω от скольжения при заданной постоянной скорости вра­щения магнитного поля Ω₀ графически выражается прямой, построенной на рис. 9.10 в соответствии с формулой Ω = Ω₀(1 – S).

Для случая идеального холостого хода (Ω_х = Ω₀) скольжение s = 0; при неподвижном роторе (Ω = 0) скольжение s = 1. Режим двигателя (Ω <Ω₀) характеризуется положительными величинами скольжения, изменяющимися в пределах от единицы до нуля, а режим генератора (Ω >Ω₀) — отрицательными величинами скольжения. В режиме электромагнитного тормоза скольжение s> 1.

Величину скольжения s можно также выразить через линейные скорости υ ₀ и υ движения поля и ротора относительно статора или через частоты вращения поля n₀ и ротора n:

где υ_s = υ_о — υ — линейная скорость скольжения;

n_s = п₀ — п — частота скольжения.