3. Принцип действия1

На обмотку статора подается напряжение, под действием которого по этим обмоткам протекает ток и создает вращающееся магнитное поле. Магнитное поле воздействует на обмотку ротора и по закону магнитной индукции наводит в них ЭДС. В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС возникает ток. Ток в обмотке ротора создаёт собственное магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с вращающимся магнитным полем статора. В результате на каждый стержень действует сила, которая, складываясь по окружности, создает вращающийся электромагнитный момент ротора.

Режимы работы, энергетические диаграммы асинхронной машины

3.1 Двигательный режим

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность.

Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении первичной обмотки:

а другая часть — в виде магнитных потерь в сердечнике статора (первичной цепи):

оставшаяся часть мощности

представляет собой электромагнитную мощность, передаваемую посредством магнитного поля со статора на ротор. На схеме заме­щения этой мощности соответствует мощность в активном сопротив­лении вторичной цепи. Поэтому

Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь в активном сопротивлении вторичной обмотки:

Остальная часть мощности Рэм превращается в механическую мощность Рмх, развиваемую на роторе:

или

Часть механической мощности теряется внутри самой машины в виде механических потерь (на вентиляцию, на трение в подшипниках и на щетках машин с фазным ротором, если эти щетки при работе не поднимаются), магнитных потерь в сердечнике ротора и добавочных потерь. Последние вызваны в основном высшими гармониками магнитных полей, которые возникают ввиду наличия высших гармоник н. с. обмоток и зубчатого строе­ния статора и ротора.

Отметим, что в обмотках возникают также добавочные потери от вихревых токов в связи с поверхностными эффектами..

Полезная механическая мощность на валу, или вторичная мощность

Сумма потерь двигателя.

К.п.д. двигателя

К.п.д. двигателя мощностью Р_н = 1 - 1000 кВт при номи­нальной нагрузке находится соответственно в пределах 0,72 - 0,95. Более высокие к. п. д. имеют двигатели большей мощности и с большей скоростью вращения.

Энер­гетическая диаграмма асинхронного двигателя.

Режим двигателя.

3.2 Генераторный режим

(-<s<0). Для осуществления гене­раторного режима работы асинхронной машины ее нужно включить в сеть переменного тока и вращать с помощью соответствующего приводного двигателя (машина постоянного тока, тепловой или гидравлический двигатель) в сторону вращения магнитного поля со скоростью п превышающей синхронную скорость n₁. Скольже­ние машины при этом отрицательно.

Режим генератора.

3.3 Режим противовключения

В этом режиме ротор приключенный к сети асинхронной машины вращается за счет подво­димой извне к ротору механической энергии против вращения поля, вследствие чего скорость вращения ротора п < 0 и, s>1. На практике в этом режиме обычно 1<s<2. В режиме противовключения машина потребляет из сети ак­тивную мощность и развивает положительный вращающий момент, действующий в сторону вращения поля. Но, поскольку ротор вра­щается в обратном направлении, на него этот момент действует тор­мозящим образом.

В режиме противовключения машина потребляет также меха­ническую мощность с вала или с ротора, поскольку внешний вра­щающий момент действует в сторону вращения ротора. Как мощ­ность, потребляемая из сети, так и мощность, потребляемая с вала, расходуются на потери в машине. Полезной мощности машина поэтому не развивает, а в отношении нагрева рассматриваемый режим является тяжелым.

Режим противовключения на практике используется для тормо­жения и остановки асинхронных двигателей и приводимых ими в движение производственных механизмов.

Режим противовключения называют также режимом электро­магнитного тормоза. Следует, однако, иметь в виду, что существуют и другие способы электромагнитного торможения асинхронной ма­шины.