2.3. Устройство асинхронных двигателей.

АД состоит из статора и ротора, разделенных воздушным зазором (рис.2-3).

где 1 – лапа для крепления; 2 – кожух вентилятора; 3 и 12 – подшипники; 4 – вентилятор; 5 и 10 – подшипниковые щиты; 6 – корпус; 7 – сердечник статора с обмоткой; 8 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 9 – коробка выводов; 11 – вал.

Активными частями двигателя являются магнитопровод и обмотки. Магнитопровод статора и ротора с целью уменьшения потерь на вихревые токи набирают из листов электротехнической стали. Для статора листы штампуют в виде колец с пазами на внутренней стороне. Кольца перед сборкой в пакет изолируют. Пакет запрессовывают в немагнитный корпус (рис.2.4а). В пазы пакета укладывают проводники многофазной обмотки. Обмотки в пазах закрепляют с помощью клиньев и пропитывают специальным лаком для скрепления проводников и улучшения тепло отвода. Концы обмотки выводят на зажимы платы (колодки) и обозначают начала А,В,С, концы X, Y, Z.

Сердечник ротора имеет форму цилиндра, набранного из изолированных листов, имеющих пазы на внешней стороне и посадочное отверстие для вала (рис2.4б). Обмотки ротора подразделяют на короткозамкнутые (к.з) и фазные. В АД малой мощности в основном применяют роторы с к.з. обмоткой - коротко замкнутые роторы. В пазах таких роторов расположены медные или алюминиевые стержни, соединенные с торцов короткозамкнутыми кольцами (рис.2.5) - обмотка «беличья клетка».

В АД большой мощности и в некоторых специальных двигателях малой мощности с целью получения большого пускового момента и широкого регулирования скорости ротора применяют фазные обмотки. В пазы фазного ротора уложена обмотка, выполненная аналогично обмотке статора. Концы фаз обмотки присоединят к контактным кольцам, по которым скользят щетки. Щетки присоединены к пусковым или регулировочным реостатам

2.4.Магнитодвижущая сила однофазной обмотки.

При прохождении тока по обмотке статора образуется МДС, параметры которой зависят от устройства обмотки и протекающих по ней токов. Рассмотрим вначале МДС одной сосредоточенной катушки. Предположим, что на статоре двухполюсной машины (р=1) в диаметральных пазах размещена катушка с числом витков w и шагом τ - межполюсное деление (рис.2.6а). Если по катушке пропустить ток , то он создаст магнитный поток, линии которого показаны на рис.2.6. Каждая силовая линия этого поля сцеплена со всеми витками катушки, поэтому МДС

П ренебрегая магнитным сопротивлением стали, можно считать, что МДС f(t) расходуется на преодоление сопротивления двух воздушных зазоров: , где Н - напряженность магнитного поля в зазоре δ. Отсюда индукция в зазоре - магнитная индукция В прямо пропор­циональна МДС f(t) и в дальнейшем при анализе можно рассматривать только МДС.

Распределение МДС катушки на двух полюсных делениях магнитной цепи АД показано на рис.2-6б, где изображена развертка статора, разрезанного по линии а - а. Как видно, МДС имеет вид двух прямоугольников: положительного и отрицательного. Высота каждого из прямоугольников соответствует МДС F_K, значение которой необходимо для проведения магнитного потока через один воздушный зазор δ, т.е.

В соответствии с изменением i{t) МДС , оставаясь неподвижной в пространстве, будет изменять свое значение и направление согласно уравнению: . Таким образом, при протекании по катушке переменного тока создается пульсирующая МДС. Эта МДС создает в зазоре АД пульсирующее магнитное поле. МДС сосредоточенной обмотки можно разложить в гармонический ряд:

где α - пространственный угол (рис.7). Амплитуда пространственных гармоник МДС:

Полезный магнитный поток в АД создаёт первая (основная) гармоника МДС. Кривая МДС сосредоточенной обмотки имеет большое отклонение от синусоидальной формы, что ведет к ухудшению энергетических показателей машины. Для подавления высших пространственных гармоник МДС обмотку выполняют распределенной (укладывают в нескольких пазах) с укоро­ченным шагом (у<τ ). Вследствие указанных мер МДС фазы обмотки становится практически синусоидальной:

где - амплитуда МДС,

k₁ - обмоточный коэффициент, учитывающий распределение обмотки, укорочение шага,

I₁- ток в обмотке фазы,

W₁ - число витков фазы, приходящиеся на один полюс.

Амплитуда МДС однофазной обмотки прямо пропорциональна переменному току в этой обмотке и пульсирует с частотой тока f, принимая различные мгновенные значения от до на каждом полюсном делении.

Пульсирующая МДС однофазной обмотки в любой точке статора и в любой момент времени:

Эту пульсирующую МДС, исполь­зуя тригонометрическое преобразование, можно представить двумя вращающимися МДС с одинаковой частотой и в противоположные стороны:

Причём каждая из этих МДС имеет амплитуду, равную половине амплитуды пульси­рующей МДС.