Асинхронный двигатель.

Устройство и принцип действия.

В статоре 3 обмотки расположены так, что угол между осями 120^о. На обмотки подаётся трёхфазное ЭДС со сдвигом фаз 120^о. Благодаря этому фактору создаётся вращающееся магнитное поле. В это поле помещается ротор (короткозамкнутый или фазный). При пересечении вращающимся магнитным полем проводников ротора в проводниках наводится ЭДС и возникает ток. При взаимодействии Магнитного Поля с проводами с токомвозникает электромагнитный вращающий момент.

Пусть: n₁ – скорость вращения магнитного поля

n₂ – скорость вращения ротора.

- условие вращения ротора.

Скольжение – оптимальное отставание ротора от Магнитного Поля статора.

Либо выражают в процентах

S = 1 в момент запуска.

Скорость вращения Магнитного поля статора: где f1 – частота тока;

p – число пар полюсов.

При стандартной частоте f₁ = 50Гц

P	1	2	3	4	5	6
n1, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500

Регулирование скорости можно только изменяя частоту подключив частотный преобразователь, т.к. максимальная скорость при 50Гц может быть только 3000 об/мин.

П ары полюсов (по катушкам).

По физическим процессам Асинхронные Двигатели аналогичны трансформаторам.

Частота тока в роторе намного меньше чем в статоре (в статоре 50 Гц, а в роторе 1-2 Гц).

Потери и КПД в АД.

Пусть к АД подводится электрическая мощность , часть этой мощности теряется в статоре .

- электромагнитная мощность. Передаётся через вращающееся Магнитное поле ротору. В роторе возникают следующие потери:

Механическая характеристика АД.

О на выражает при М(S) Но применяют:

(оа) – (S0-а) линейная часть характеристики которая является рабочей.

(ab) – нелинейная часть характеристики

(bc) – часть характеристики которая приходится при запуске.

Электромагнитный момент зависит от подаваемого напряжения , и от сопротивления роторной цепи.

Сопротивление можно менять только у фазного двигателя.

Влияние (зависимость) изменения напряжения (U₁) на механическую характеристику АД.

П ри понижении (U₁) уменьшается момент и существует опасность того, что максимальный момент может стать меньше номинального статического. Что приведёт к остановке двигателя. Поэтому, ПУЭ устанавливает предел колебаний напряжения в сети (-5%), т.е. падение напряжения на 5%.

Реверс ад, снижение пускового тока.

Для реверса АД необходимо изменить направление вращения поля статора, что достигается сменой последовательности любых двух фаз.

При пуске АД его пусковой ток в 5-8 раз больше номинального

Кратность пускового тока:

Большой пусковой ток для АД неопасен, т.к. он длится 0,5 секунд. Однако, бросок пускового тока при ограниченной мощности сети приводит к посадке напряжения в сети.

Для запуска мощных АД следует ограничивать пусковой ток для того, чтобы снизить посадку напряжения в сети. Для этого применяют автотрансформаторы, реакторы, резисторы. В некоторых случаях у АД обмотки статора которых соединены треугольником в нормальном режиме на время запуска пересоединяют в звезду, что позволяет снизить фазное напряжение в раз, а пусковой ток в 3 раза.

Регулирование скорости вращения АД.

- Скорость Магнитного поля в статоре. - Скорость ротора АД.

Регулировать скорость вращения АД можно тремя способами:

1.Изменением частоты подаваемого напряжения;

2.Изменением числа пар полюсов;

3.Изменением скольжения.

Регулирование скорости вращения изменением скольжения.

Скольжение можно изменять 2-мя способами:

1.Изменением напряжения статора;

2 .Изменением сопротивления роторной цепи.

Изменеие скорости вращения ротора

изменением частоты питающего напряжения.

Чтобы регулировать (n₂) данным способом необходимо каждый двигатель снабдить собственным источником питания с регулируемой частотой.

Из формулы: следует, что для того чтобы мощность двигателя оставалась неизменной необходимо параллельно с изменением частоты менять подаваемое на статор напряжение.

Промышленностью выпускаются теристорные преобразователи частоты.

Этот способ дорогой(по цене), но наиболее экономичный(по энергии) и удобный.

Регулирование скорости вращения ротора

изменением числа пар полюсов обмотки статора.

Для этого способа изготавливают АД у которых в пазы статора закладывают 2 независимые обмотки с разным числом пар полюсов или 1 обмотка, но с дополнительными выводами, позволяющими переключать число пар полюсов. Изготовляются двигатели 2-х, 3-х и 4-х скоростные. Этот способ регулирования экономичен, прост, но позволяет только ступенчатое изменение оборотов.

Тормозные режимы АД.