Зависимость скольжения от режимов работы ад.

Важнейшим параметром асинхронной машины является скольжение – величина, характеризующая разность частот вращения магнитного поля и ротора.

или (2.1)

 

В соответствии с принципом обратимости электрических машин асинхронные машины могут работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Кроме того, она может работать и в режиме электромагнитного торможения противовключением.

 

2.2.1. Двигательный режим

Работа машины электродвигателем частично рассмотрена в подразд. 2.1. Разгону двигателя предшествует его пуск. При пуске трехфазная обмотка статора подключается к сети. Протекающий ток создает вращающееся магнитное поле, оно вращается с частотой n₁, но ротор в силу инерционности небольшой момент времени остается неподвижным, n = 0, тогда при пуске

 

. (2.2)

 

По мере разгона частота вращения ротора n будет расти, а скольжение S уменьшаться. Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя называют номинальным S_н. Для асинхронных двигателей общего назначения S_н= (1¸8) %, при этом для двигателей большой мощности
S_н = 1 %, а для двигателей малой мощности S_н = 8 %.

При помощи постороннего двигателя частота вращения ротора
машины может быть увеличена до скорости вращения магнитного поля, т. е. n = n₁

При этом скольжение

. (2.3)

 

В этом случае ротор и поле будут взаимно неподвижны, а токи в роторе и электромагнитные силы исчезнут. Такой режим называют идеальным холостым ходом асинхронной машины.

 

2.2.2. Генераторный режим

Если обмотку статора включить в сеть, а ротор асинхронной машины посредством приводного двигателя вращать в направлении вращения магнитного поля статора с частотой n > n₁. Так как ротор будет обгонять поле статора, то направление движения ротора относительно поля статора изменится на обратное, по сравнению с двигательным режимом. При этом скольжение станет отрицательным

 

. (2.4)

 

Эдс, наведённая в обмотке ротора, изменит свое направление. Токи и электромагнитный момент ротора изменят свое направление. Такой момент будет противодействовать вращению приводного двигателя. Таким образом, асинхронная машина, ротор которой вращается в направлении вращения магнитного поля с частотой, превышающей частоту поля, является генератором.

Скольжение асинхронной машины в генераторном режиме может изменяться в диапазоне 0 > S –¥, т. е. оно принимает любые отрицательные значения.

 

2.2.3. Режим электромагнитного тормоза

В режиме электромагнитного тормоза асинхронная машина работает тогда, когда её ротор и магнитное поле вращаются в разных направлениях. Например, машина работает в двигательном режиме. Если изменим порядок чередования фаз, подводимого к обмоткам статора напряжения, то вращающееся поле статора изменит направление вращения на обратное. При этом ротор асинхронной машины под действием сил инерции будет продолжать вращение в прежнем направлении, т.е. ротор и поле статора будут вращаться в противоположных направлениях. В этих условиях электромагнитный момент машины, направленный в сторону вращения поля статора, будет оказывать на ротор тормозящее действие.

В режиме электромагнитного торможения частота вращения ротора по отношению к частоте вращения поля статора является отрицательной; поэтому скольжение имеет положительное значение

 

. (2.5)

 

Скольжение асинхронной машины в режиме торможения противовклю­чением может изменяться в диапазоне 1 < S< +¥, т. е. принимать любые положительные значения больше единицы.

Режим работы асинхронной машины и зависимость скольжения от частоты вращения ротора иллюстрируется на рис. 2.1.

 

Рис. 2.1. Режимы работы асинхронной машины