13. Асинхронные машины. Конструкция. Управление.

Принцип работы асинхронных машин основан на взаимодействии магнитного поля с движущимся проводящим телом. Ток, возникающий в контуре под действием меняющегося магнитного поля, создает магнитное поле, всегда направленное против внешнего магнитного поля. Проводящее тело увлекается движущимся магнитным полем. Асинхронный двигатель содержит статор, создающий вращающееся магнитное поле и ротор, содержащий короткозамкнутую обмотку. При вращении поля в обмотке создаются коротко замкнутые токи, создающие поле ротора, которое сдвинуто относительно поля статора таким образом, что возникает вращающий момент, направленный в сторону вращения магнитного поля статора.

Конструкция

1. Фазный ротор

На явно выраженных полюсах расположена фазовая обмотка по схеме звезды, концы выведены на внешние зажимы ч/з контактные кольца и щетки. Замыкается внешним реостатом.

2. Беличья клетка

Ротор представляет собой многополюсный барабан из изолированных пластин в пазы м/у неявно выраженными полюсами без изоляции помещается обмотка. Лобовые части закорачиваются проводящими кольцами.

3. Полый немагнитный ротор.

Выполняется в виде тонкостенного алюминиевого стакана. Внутри стакана располагается неподвижный магнитопровод. Обмотка такой машины двухфазная.

1. Управление напряжением.

При изменении напряжения на статорной обмотке меняется индукция вращающегося поля, скорость вращения не изменяется. Поэтому не меняется и скорость холостого хода. Т.е. управление ненагруженной машиной невозможно. Вращающий момент при некотором скольжении зависит от и . В входит магнитный поток статора, пропорциональный току обмоток, а значит и питающему напряжению. Е_С – ЭДС, наводимая в заторможенном роторе полем статора тоже будет пропорциональна напряжению питания. Поэтому механическая характеристика меняет масштаб по оси абсцисс.

Реверсировать можно только сменой чередования фаз.

2. Управление активным сопротивлением ротора.

Возможно только для специально созданного для него фазового ротора.

В короткозамкнутой обмотке при малом активном сопротивлении, машина обладает высокими энергетическими показателями, однако пусковой момент может быть намного меньше номинального. Поэтому при включении реостата обеспечивают максимальный пусковой момент и по мере разгона машины выводят реостат до короткого замыкания.

3. Частотное управлений

При изменении частоты меняется комплексное сопротивление как обмоток статора, так и ротора. При снижении частоты индуктивность сопротивления падает и при том же напряжении питания растут токи намагничивания. Поэтому одновременно с частотой нужно управлять и напряжением.

2 способа частотного управления: скалярное и векторное.

1. Скалярное управление – в соответствующей взаимосвязи меняются частота и напряжение.

2. Векторное управление – основано на взаимосвязи большего числа параметров машины: момента, скольжения, токов намагничивания и др. Управление идет вектором потокосцепления – величины, связанной с вращающим моментом.