Принцип действия асинхронной машины

Под влиянием подведенного к фазам обмоток статора (рис.7.3, а) трехфазного переменного напряжения в них начинают протекать фазные токи (I₁) (рис.7.3, б). Токи обмоток фаз статора наводят в двигателе вращающееся магнитное поле статора(рис.7.4), которое индуцирует ЭДС в обмотках фаз ротора. Токи в обмотках фаз ротора (I₂), возникающие под действием этих ЭДС, возбуждают вращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения поля статора и ротора одинаковы, что обуславливает результирующий или основной вращающийся магнитный поток (поле) двигателя(Ф). Взаимодействие основного магнитного потока Ф с токами обмоток фаз ротора I₂ создает электромагнитные силы (рис.7.5). Суммарное усилие, приложенное ко всем проводникам ротора образует электромагнитный момент машины М_эм, приводящий ротор во вращение.

Электромагнитный момент асинхронного электродвигателя:

,

где Ф – основной (рабочий) магнитный поток машины;

I₂∙cosψ₂ – активная составляющая тока в фазе ротора,

ψ₂ – фазовый сдвиг между напряжением и током в фазе ротора,

C_м=р∙m₂∙k_об2 – конструктивная постоянная машины, зависящая от числа пар полюсов р, числа фаз обмоток ротора m₂, и обмоточного коэффициента k_об2;

Действующие значения фазных ЭДС статора и ротора

E₁=4,44∙f₁∙k_об1∙w₁∙Ф.

E₂=4,44∙f₂∙k_об2∙w₂∙Ф;

где f₁, f₂ – частоты токов статора и ротора соответственно;

k_об1, k_об2 – обмоточные коэффициенты статора и ротора;

w₁, w₂ – число витков в каждой фазе обмотки статора и ротора.

А б

Рис. 7.3. а) Схема обмотки статора; б) мгновенные значения фазных токов статора

Рис. 7.4. Формирование вращающегося магнитного поля статора

Частота вращения магнитного поля статора:

n₁=60∙f₁/р [об/мин],

где p - число пар полюсов обмотки; f₁ – частота тока статора, Гц.

Рис. 7.5. Формирование вращающего момента асинхронного двигателя

(n₂ – частота вращения ротора, F – электромагнитная сила)

Ротор асинхронного двигателя всегда отстает от вращающегося поля статора, т.е. ротор и поле статора вращаются несинхронно – отсюда название двигателя «асинхронный».

Относительную разность частот вращения магнитного поля и ротора называют скольжением:

[о.е] или [%]