1. Объяснить принцип действия трехфазного ад.

Если к трехфазной обмотке статора подвести трехфазное U, то в ней возникает эффект вращения магнитного поля. Это происходит из-за того, что фазные обмотки сдвинуты в пространстве др. относительно др. на 120⁰ и токи в них тоже сдвинуты на 120⁰. Частота вращения магнитного поля определяется: n₁ = 60 f₁ / р, [об/мин].

где: f₁ – частота переменного тока, р – число пар полюсов машины.

Вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора двигателя и индуцирует в них переменные ЭДС.

Т.к. проводники обмотки ротора замкнуты между собой, то в них появится I₂, а следовательно на них будет действовать электромагнитная сила по касательной к ротору, что и вызовет М_ВРАЩ, под его действием ротор начинает вращаться в направлении вращения магнитного поля с частотой n₂, причём n₂<n₁, из-за чего двигатель называют асинхронным.

4. Как определяется вращающий момент ад, от чего он зависит?

Вращающий момент АД определяется взаимодействием тока в роторе и магнитным потоком статора и зависит от сдвига фаз между током и ЭДС ротора. Вращающий момент АД определяется: М = К_мФ I₂ cosφ_2, где К_м – конструктивная постоянная АД, Ф – магнитный поток создаваемый обмоткой статора, I₂ – ток ротора, cosφ₂ – коэффициент мощности цепи ротора.

Т.к. магнитный поток пропорционален U сети, то при постоянном U сети он является величиной постоянной, а следовательно вращающий момент АД пропорционален активной составляющей цепи ротора Iар = I₂ cosφ_2..

5. Что понимают под критическим скольжение? Что произойдет если скольжение превысит критическое значение?

По мере увеличения частоты вращения ток I₂ уменьша­ется, a cosφ₂ возрастает, причем рост cosφ₂ преобладает над уменьшением тока I₂, что приводит к увеличению вращающего момента. При достижении некоторой частоты вращения вращающий момент достигает максимального значения. Скольжение, при котором вращающий момент достигает максимального значения называют критическим. После прохождения критической точки ток I₂ продолжает убывать, a cosφ₂ возрастает, но ток ток I₂ убывает быстрее, чем cosφ₂ возрастает, поэтому вращающий момент начинает уменьшаться. Работа двигателя будет устойчивой только при скольжениях 0…S_кр, т.к. в этом случае любые изменения нагрузки вызывают пропорциональные изменения вращающего момента. При достижении частоты вращения соответствующей S_кр, дальнейшее увеличение нагрузки приводит к уменьшению вращающего момента, а следовательно тормозной момент становится больше вращающего, что приводит к остановке двигателя и увеличению токов в обмотках статора и ротора в 4 – 6 раз, а это в свою очередь вызовет нагрев обмоток и разрушение изоляции.

6. Назвать способы пуска ад, их достоинства и недостатки.

При пуске двигателя ЭДС и ток в обмотке ротора принимают максимальное значение. Кратность пускового тока в асинхронных двигателях с КЗ ротором достигает 5,5-7, т.е. I_п=(5,5-7)I_н. Хотя пусковой ток и яв­ляется кратковременным, пуск мощных двигателей нарушает режим сети (уменьшает напряжение, увеличивает на­грев проводов). Поэтому при пуске в ход необходимо уменьшать величину пускового тока. Возможны следующие способы пуска трехфазных АД:

1. Прямым включением в сеть - допустимо только для двигателей небольшой мощности.

2. Способы связанные с понижением напряжения сети:

а) Переключение обмоток статора в процессе пуска с ∆ в Y: в начальный период U_Ф снижается в √3 раз, а линейный I_пуск в 3 раза.

б) Автотрансформаторный пуск : используется автотрансформа­тор.

в) Реакторный пуск : в цепь обмоток статора включают реактивные сопротивления (катушки индуктивности).

Общим недостатком всех способов связанных с понижением напряжения является резкое уменьшение пускового момента, что исключает возможность пуска двигателя при полной нагрузке.

3. У двигателей с фазным ротором имеется возможность включения в цепь ротора пусковых активных сопротивлений, что приводит уменьшению I_пуск и увеличению cosφ. Увеличение cosφ приводит к увеличению М_пуск, что является достоинством АД с фазным ротором.