Получение вращающегося магнитного потока

Магнитная цепь трехфазной асинхронной машины, на статоре которой расположены три одинаковые фазные обмотки, соединенные звездой.

 

Магнитное поле, созданное тремя пульсирующими магнитными полями фаз, является вращающимся.За 1\6 периода поле поворачивается на 60гр. Для получения такого магнитного поля необходимо, чтобы

1) фазные обмотки статора были сдвинуты в пространстве на некоторый угол

2) токи в фызных обмотках были сдвинуты по фазе на некоторый угол

 

Принцип действия асинхронного двигателя

Созданное обмоткой статора вращающееся магнитное поле, пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует ЭДС.

 

Т.к. магнитный поток замыкается через ротор он пересекает проводники, индуцируя в них ЭДС(прав.рука), так как обмотка замкнута, под действием ЭДС, в ней появляется активная сост тока, совпадающая по фазе с ЭДС2. На проводники с током в магнитном поле действует эл-магн сила(лев. рука), под действием пары сил возникает вращ. Момент n1>n2 => асинхронный.

- n1- частота вращения поля статора(синхронная чистота)

Скольжение - относительная разность частот вращения магнитного поля и ротора.

 

Устройство асинхронного двигателя.

Асинхронная машина - это бесколлекторная машина переменного тока, у котоорй в установившемся режиме, магнитное поле и ротор вращаются с разными скоростями.

Статор и ротор

В паспорте указывают два номинальных линейных напряжения различающихся на корень из 3. Способ соединения обмоток зависит от линейного напряжения в трехфазной сети. Если линейное напряжение источника питания равно паспортному, то обмотку статора соединяют звездой, в противном случае треугольником.

 

 

ЭДС статора и ротора.

Устройство асинхронного двигателя похоже на устройство трансформатора.=> действующее значение ЭДС как и в трансформаторе

ЭДС фазной обмотки статора

ЭДС в обмотке ротора(неподв

ЭДС в обмотке ротора (подв.)

Отношение ЭДС обмотки статора к ЭДС обмотки неподвижного ротора обозначают k и наз. Коэф. Трансформации по ЭДС.

Частота ЭДС пропорциональна частоте пересечения проводника, вращающимся магнитным полем => частота ЭДС статора равна частоте напряжения сети.

 

Уравнения МДС и токов АД

В режиме нагрузки, вращающееся магнитное поле создается МДС статора и ротора, причем резудьтирующая МДС остается постоянной и равной МДС холостого хода.

Уравнение МДС

Ток статора

где к- коэф трансформации по току.

Ток статора имеет 2 сост.: ток холостого хода(40-60%) от ном значения и ток обусловленный нагрузкой(-I’2)=приведенному току ротора(только при тормозном моменте)

Ток ротора.

Под действием ЭДС в замкнутой обмотке ротора возникает ток, определяемый по закону Ома

Ток, определяемый по этим формулам имеет одинаковое значение, но частота тока по 2ой формуле равна частоте неподвижного ротора т.е. частоте напряжения сети.

 

Максимальное значение ток ротора имеет при s=1, т.е. при пуске двигателя, а минимальное значения – при s близких к нулю, т.е. в режиме холостого хода.

 

Вращающий момент

Вращающий момент АД пропорционален току ротора, амплитуде вращающегося магнитного потока и косинусу угла, равного сдвигу фаз между током и ЭДС в роторе.

, где с- постоянный коэффициент двигателя.

Как и двигателей постоянного тока, так и у асинхронных двигателей, вращающий момент пропорционален магнитному потоку в зазоре машины и току в проводах обмотки ротора. При этом в АД вращающий момент создается только активной составляющей тока.