47. Асинхронные машины. Двигатели с фазным и короткозамкнутым ротором. Устройство и принцип работы. Получение магнитного поля вращающегося с синхронной скоростью .

48. Скорость вращения ротора асинхронного двигателя, скольжение при пуске и холостом ходе. Частота тока в роторе.

Определим МДС, получающуюся в результате сложения МДС статора и ротора. Токи статорной обмотки создают МДС, вращающуюся относительно статора со скоростью , а токи ротора — МДС, вращающуюся относительно ротора со скоростью , где — число пар полюсов ротора.

Ротор асинхронной машины всегда выполняется с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов статора: . Поэтому можно написать .

Скорость вращения ротора относительно статора равна n, следовательно, скорость вращения роля ротора относительно статора определяется суммой п' + п или , т. е. поле ротора вращается относительно статора со скоростью, равной скорости вращения поля статора.

Таким образом, волны МДС статора и ротора неподвижны относительно друг друга, т. е. они вращаются синхронно. При этом основные гармоники МДС статора и ротора складываются геометрически.

Ток в роторе создается ЭДС индуктируемой в обмотке ротора вращающимся магнитным потоком. Обмотка короткозамкнутого или фазного ротора представляет собой замкнутую цепь, поэтому ток в фазе роторной обмотки равен ЭДС, деленной на ее сопротивление:

где - активное сопротивление ротора; - индуктивное сопротивление вращающегося ротора.

Используя формулы и , можно ток ротора выразить через ЭДС и индуктивное сопротивление заторможенного ротора, не зависящие от скольжения:

.

Действующий ток ротора

.

49. Электрическая схема цепи статора в асинхронном двигателе. Уравнение по 2-ому закону Кирхгофа для этой схемы.

50. Ток в роторе асинхронного двигателя в зависимости от скольжения s. Выражение для пускового тока и график изменения тока в цепи ротора.

Ток в роторе создается ЭДС индуктируемой в обмотке ротора вращающимся магнитным потоком. Обмотка короткозамкнутого или фазного ротора представляет собой замкнутую цепь, поэтому ток в фазе роторной обмотки равен ЭДС, деленной на ее сопротивление:

где - активное сопротивление ротора; - индуктивное сопротивление вращающегося ротора.

Используя формулы и , можно ток ротора выразить через ЭДС и индуктивное сопротивление заторможенного ротора, не зависящие от скольжения:

.

Действующий ток ротора

.

Здесь предполагается, что активное сопротивление ротора , не зависит от частоты тока в роторе , пропорциональной скольжению s. Равенство выражает замену вращающегося ротора заторможенным при сохранении значения тока в роторе, равного значению тока во вращающемся роторе. Однако это равенство имеет формальный характер в том смысле, что частота тока во вращающемся роторе не равна частоте тока f в заторможенном роторе.

Поскольку ротор обладает не только активным, но и индуктивным сопротивлением, ток в роторе отстает от ЭДС на некоторый угол, равный

При условной замене вращающегося ротора заторможенным следует согласно выражению считать индуктивное сопротивление ротора равным , а активное сопротивление ротора - равным .

При пуске в ход, т. е. при трогании с места и при разгоне асинхронный двигатель находится в условиях, существенно отличающихся от условий нормальной работы. Момент, развиваемый двигателем, должен превышать момент сопротивления нагрузки, иначе двигатель не сможет разгоняться. Таким образом, с точки зрения пуска двигателя важную роль играет его пусковой момент.

Другой важной пусковой характеристикой является пусковой ток. Как показано ранее, значения тока ротора, а, следовательно, и тока статора растут с увеличением скольжения, т. е. с уменьшением скорости двигателя. В начальный момент пуска, когда скорость двигателя равна нулю, а скольжение — единице, пусковой ток значительно превышает номинальный ток. Кратность пускового тока для двигателей

с короткозамкнутым ротором достигает 5—7.