- •2.1. Устройство и принцип действия
- •2.1.1. Принцип действия асинхронной машины
- •2.2. Рабочий процесс трехфазной асинхронной машины
- •2.2.2. Частота вращения мдс ротора
- •2.2.3. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему режиму трансформатора
- •2.2.4. Приведение обмотки ротора к обмотке статора
- •2.2.5. Векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •2.3. Электромагнитный момент асинхронной машины
- •2.3.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. Вывод выражения электромагнитного момента асинхронной машины
- •2.3.2. Максимальное значение электромагнитного момента
- •2.3.3. Начальный пусковой момент
- •2.3.4. Относительное значение электромагнитного момента
- •2.3.5. Зависимость электромагнитного момента асинхронного
- •2.4. Круговая диаграмма асинхронной машины
- •2.4.1. Общие замечания
- •2.4.2. Обоснование круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.3. Характерные точки круговой диаграммы асинхронной машины
- •2.4.4. Определение величин, характеризующих работу
- •2.4.5. Построение круговой диаграммы по данным опытов
- •2.4.6. Оценка точности круговой диаграммы
- •2.5. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей
- •2.5.2. Прямой пуск
- •2.5.3. Реакторный пуск
- •2.5.4. Автотрансформаторный пуск асинхронных двигателей
- •2.5.5. Пуск переключением со звезды на треугольник (у – д)
- •2.5.6. Реостатный пуск ад с фазным
- •2.6. Асинхронные двигатели с вытеснением тока в обмотке
- •2.6.1. Глубокопазный асинхронный двигатель
- •2.6.2. Двухклеточный асинхронный двигатель
- •2.6.3. Другие разновидности ад с вытеснением тока
- •2.7. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.1. Общие замечания
- •2.7.2. Частотное регулирование
- •2.7.3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.7.5. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя
- •2.8. Особые режимы работы и виды асинхронных машин
- •2.8.1. Асинхронный генератор
- •2.8.2. Режим противовключения (электромагнитного тормоза)
- •2.8.3. Индукционный регулятор. Фазорегулятор
- •2.8.4. Работа ад при неноминальных условиях
Асинхронные машины
2.1. Устройство и принцип действия
Устройство асинхронной машины (АМ) рассмотрено выше (см. пункт 1.1). Как уже отмечалось, асинхронные машины используются, как правило, в качестве двигателей трехфазного переменного тока.
2.1.1. Принцип действия асинхронной машины
В основе принципа работы АМ лежит взаимодействия вращающегося магнитного поля с протекающими в обмотке ротора токами. Как было установлено выше, вращающееся поле создается, в случае трехфазной машины, трехфазной обмоткой статора, первая гармоника поля вращается с синхронной частотой вращения
,
где – частота сети;p – число пар полюсов.
Угловая синхронная скорость , где– угловая частота сети.
Для пояснения принципа действия АМ удобно заменить вращающееся поле вращающимися магнитами или электромагнитами (рис. 2.1).
Вращающееся магнитное поле будет наводить в проводниках обмотки неподвижного ротора ЭДС, которая определяется по правилу правой руки. Если обмотку ротора замкнуть, то в проводниках обмотки ротора возникнут токи, активная составляющая которых практически совпадает по направлению с ЭДС. На любой из проводников будет действовать электромагнитная сила, направление которой определяется по правилу левой руки. Эти силы обусловливают электромагнитный момент, под действием которого ротор вращается с частотой вращения, которая зависит от нагрузочного момента на валу. Таким образом, АМ в данном случае будет работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию из сети в механическую (рис. 2.1,а). Ротор вращается в ту же сторону, что и вращающееся поле.
Если допустить, что частота вращения ротора равна частоте вращения поля, то пресечения полем проводников ротора не будет. ЭДС и ток в обмотке ротора исчезнут, следовательно, будет отсутствовать электромагнитный момент. Таким образом, необходимым условием работы АМ является1. Разность этих частот называют частотой скольжения, а отношение
–скольжением.
Здесь – синхронная угловая скорость ротора;– угловая скорость ротора. Нередко скольжение выражают в процентах.
В двигательном режиме частота вращения может изменяться в пределах , а скольжение – в пределах.
Если привести ротор во вращение в противоположную сторону, то направление ЭДС и тока в обмотке ротора останутся прежними. Сохранится и действие электромагнитного момента, но по отношению к внешнему вращающему моменту электромагнитный момент становится тормозным. Этот режим называют режимом электромагнитного тормоза. Частота вращения в этом режиме может изменяться теоретически в пределах , а скольжение – в пределах.
Если ротор АМ привести во вращение посторонним двигателем с частотой вращения n>n1, то изменится относительное перемещение поля и ротора, что вызовет изменение направления ЭДС и активной составляющей тока в проводниках ротора (рис. 2.1,б). Это сопровождается изменением направления действия электромагнитных сил и электромагнитного момента. АМ будет работать в режиме генератора, преобразуя механическую энергию, получаемую с вала, в электрическую, отдавая ее в сеть. Частота вращения в генераторном режиме может теоретически изменяться в пределах , а скольжение – в диапазоне. Таким образом, АМ может работать в трёх режимах: двигательном, генераторном, тормозном.