3.3. Принцип действия асинхронного двигателя

При пуске двигателя частота вращения ротора . При подключении фазных обмоток статора к трехфазной сети последние создают ВМП, которое наводит в неподвижном роторе трансформаторную ЭДС

, (3.5)

где – коэффициент обмотки ротора, зависящий от коэффициента укладки провода и его диаметра, =0,30,6; W₂ – число витков фазной обмотки ротора; - амплитуда потока ВМП. Индекс “н” – указывает на неподвижный ротор.

Токи, протекающие в секциях обмотки ротора под действием трансформаторной ЭДС, взаимодействуют с ВМП и создают электромагнитный момент М, направленный в сторону вращения ВМП. Важнейшим параметром АД является скольжение S, под которым понимают отношение S=(n₁-n₂)/n₁. Оно показывает относительную разность частот вращения ВМП и ротора. При пуске S=1. По мере разгона ротора скольжение уменьшается до номинального = 0,020,06.

При имеем нормальный двигательный режим, в случае – генераторный режим, когда АД входит в режим рекуперативного торможения. Значения соответствуют режиму электромагнитного тормоза противовключением, наступающим в случае, когда скорости вращения ротора и ВМП статора имеют противоположные направления.

При вращении ротора в нем наводится трансформаторная ЭДС:

, (3.6)

где – частота, с которой ВМП статора пересекает обмотку ротора.

Известно, что . По аналогии разность частот вращения ВМП статора и частоты вращения ротора будет . Тогда

(3.7)

Нижним индексом “1” здесь и далее будем обозначать параметры, относящиеся к статору, а индексом “2” – параметры, относящиеся к ротору.

Подставив выражение (3.6) в (3.7) с учетом (3.5), получим . Величина действующего значения тока в одной из фаз обмотки ротора под действием определяется по закону Ома:

, (3.8)

где r₂, x₂ – активное и индуктивное сопротивления фазы ротора,

. (3.9)

Подставим выражение (37) в (36), получим

. (3.10)

Т-образная схема замещения одной фазы АД, рассматриваемого как трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой, представлена на рис. 3.6. Ввиду малости значений активного r₁ и индуктивного сопротивления рассеяния x₁ обмотки статора фазное напряжение U₁ практически уравновешивается ЭДС самоиндукции E₁. Активное сопротивление r_m ветви намагничивания всегда намного превышает величину r₁ и соответственно индуктивное сопротивление ветви намагничивания x_m>>x₁, поэтому

. (3.11)

Рис. 3.6

Штрихом обозначены параметры фазной обмотки ротора, приведенные к соответствующей обмотке статора:

, , (3.12)

где - коэффициент трансформации системы “статор–ротор”.

Исходя из этих соображений, из схемы замещения получим

. (3.13)

Из анализа выражения (3.13) следует, что наибольший ток в двигательном режиме приходится на пуск, когда S=1, и . По мере разгона двигателя его ток снижается до номинального , т.к. при сумма активных сопротивлений .