3. Принцип создания вращающегося магнитного поля в машинах переменного тока. Обмотки статоров машин переменного тока. Укорочение и распределение обмотки.

Основное назначение обмотки статора – создание в машине вращающего магнитного поля.

Условия получения:

1. наличие не менее двух обмоток;

2. токи в обмотках должны отличаться по фазе

3. оси обмоток должны быть смещены в пространстве.

В трёхфазной машине при одной паре полюсов (р=1) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 120°, при двух парах полюсов (р=2) оси обмоток должны быть смещены в пространстве на угол 60° и т.д.

Р ассмотрим магнитное поле, которое создаётся с помощью трёхфазной обмотки, имеющей одну пару полюсов (р=1) (рис. 2.7). Оси обмоток фаз смещены в пространстве на угол 120° и создаваемые ими магнитные индукции отдельных фаз (B_A, B_B, B_C) смещены в пространстве тоже на угол 120°.

Магнитные индукции полей, создаваемые каждой фазой, как и напряжения, подведённые к этим фазам, являются синусоидальными и отличаются по фазе на угол 120°.

Приняв начальную фазу индукции в фазе А (φ_A) равной нулю, можно записать:

М агнитная индукция результирующего магнитного поля определяется векторной суммой этих трёх магнитных индукций.

.

Найдём результирующую магнитную индукцию (рис. 2.8) с помощью векторных диаграмм, построив их для нескольких моментов времени.

а) При t = 0	б) При t = T / 4	в) При t = T / 2
BA = 0	BA = Bm	BA = 0

Р ис. 2.8

Как следует из рис. 2.8, магнитная индукция B результир. магнитного поля машины вращается, оставаясь неизменной по величине. Таким образом, трёхфазная обмотка статора создаёт в машине круговое вращающееся магнитное поле. Направление вращения магнитного поля зависит от порядка чередования фаз. Величина результирующей магнитной индукции . Частота вращения магнитного поля n₀ зависит от частоты сети f и числа пар полюсов магнитного поля р. n₀ = (60 f) / p, [об/мин].

При анализе работы асинхронной машины часто используют понятие о скорости вращения магнитного поля ω₀, которая определяется соотношением: ω₀ = (2 π f) / p = π n₀ / 30, [рад/сек].

Для приближения формы МДС к синусоиде на всех машинах с q больше 1 распределяют катушки.

Для подавления гармоники (обычно пятой) обмотку укорачивают.

4. Физические условия работы тр-ра под нагрузкой. Векторные диаграммы.

При разомкнутом ключе k – xx. При замыкании k действием E₂ ® I₂. Вторичный ток I₂ по закону Ленца создает поток вторичный потоку Ф₀. Суммарный поток ум E₁ и из сети будет протекать такой дополнительный ток, который скомпенсирует поток вторичной обмотки и поток будет равен потоку при x.x .

Вторичная обмотка создает н.с. F₂ = I₂W₂. Намаг. сила тр-ра при нагрузке: ; ; ; ; , т.е. сохранения неизменности потока необходимо чтобы при нагрузке сумма ампервитков первич. и вторич. обмоток тр-ра по величине и по фазе была равна ампервиткам тр-ра при х.ходе.

Основной поток Ф₀ создается малой маг. силой I₀W₁, но при малом магнитном сопротивлении, достигает большой величины поток рассеяния Ф_S создается большой нам. силой – I₁W₁, но т.к. он проходит в основном по маслу, то величина его мала.

Далее построим векторную диаграмму тр-ра при нагрузке.

Запишем основные уравнения ЭДС и токов.

1)

2) Ф₀ ®

3)

На основе этих уравнений строится векторная дограмма.

4. Зависимости М = f(s), I₁ = f(s). Характерные точки и кратности моментов и токов. Изменение вида графика М = f(s) при изменении параметров и конструкции обмоток асинхр. двиг. (влияние повышенного рассеяния, насыщения зубцов, изменение активных сопротивл. обмоток, вытеснение тока в роторе).

М≡(U²r₂^/)/(S^/X_k). Момент пропорционален U² т.к. поле ротора- реакция на поле статора (Эл. вход один).

При изменении напряжения S_кр не меняется т.к. напряжение не зависит от скольжения. S_кр= r₂^//X

При изменении сопротивления в роторе максимальный момент не изменится, S_кр увеличится.

Влияние повышенного рассеяния:

М≡U²/ X_k т.к. индукт. сопр. много больше акт. Если мы сделаем паз уже и длиннее то X_k↑. (на графике изменится и макс. момент и Крит. скольжение (если больше X_k то характеристика ниже, если менише то выше).

Влияние насыщения зубцов. С насыщением зубцов X_k↓ значит хар-ка пойдет выше.