7.1.2. Збудження обертового магнітного поля.

Нехай маємо систему трьох котушок, осі яких зсунуті в просторі під кутом 120º і по них пропустимо систему синусоїдальних струмів, зсунутих у часі також на третину періоду.

На рис. 7.2-а показана система трьох котушок, початки обмоток яких позначені A, B, C, а кінці – X, Y, Z відповідно. Векторна діаграма струмів подана на рис. 7.2-б.

На рис. 7.2-а хрестиками і точками показані миттєві значення струмів в котушках у відповідності із векторною діаграмою на рис. 7.2-б.

а) б)

Рис. 7.2.

При такому протіканні струмів котушки створюють магнітні потоки, що показані на рис. 7.2-а, із результуючою величиною, що дорівнює .

Для наочності ілюстрації повернемо у часі векторну діаграму рис. 7.2-б на кут 120º і на рис. 7.3-а проставимо миттєві значення струмів в котушках (рис. 7.3-а, 7.3-б).

а) б)

Рис. 7.3.

Як видно із наведених побудов потоків котушок (рис. 7.2, 7.3), результуючий магнітний потік обернувся в просторі також на 120º. Це означає, що одному оберту векторної діаграми у часі буде відповідати один оберт результуючого магнітного потоку котушок в просторі.

Отже, трифазна симетрична система струмів, якою є система синусоїдальних струмів пропущених по котушкам, збуджує магнітне поле з однією парою полюсів – двополюсне обертове магнітне поле. Його вісь повертається на 360º, тобто здійснює один оберт за час одного періоду зміни струму. Отже, кутова швидкість обертання двополюсного магнітного поля за величиною дорівнює кутовій частоті струмів в обмотках котушок n₁ = f або  = 2f [радіан / сек.], де f – циклічна частота струму в котушках.

За історичною традицією частоту обертання прийнято визначати числом обертів за хвилину – n₁ = 60f. В багатополюсній системі кожній парі полюсів обертового поля відповідає трійка котушок. Якщо система котушок утворюватиме р-пар полюсів, то .

7.1.3. Устрій асинхронної машини.

Н а рис. 7.4 показано поперечний переріз асинхронної машини.

Вона складається із статора (1), набраного із листів електротехнічної сталі. Статор уявляє порожнистий циліндр, на внутрішній поверхні якого є продольні пази (2), в які вкладається трифазна обмотка статора. На деякій відстані від статора (зазор (3)) розміщується ротор (4) із обмоткою (5). Ротор жорстко кріпиться до валу (6), який може вільно обертатись відносно статора.

У асинхронних машин буває два типи роторів – короткозамкнутий і фазний.

В більшості машин використовується короткозамкнутий ротор. Цей ротор дешевший і, що суттєво, обслуговування двигуна із таким ротором ростіше. Конструкція – «біляче колесо» – була вже розглянута в п. 7.1.1.

Обмотки фазного ротора або ротора з контактними кільцями виконуються з ізольованого проводу. В більшості випадків обмотка трифазна з тим же числом котушок, що і обмотка статора. Три фазні обмотки ротора з’єднані на самому роторі «зіркою», а вільні їх кінці приєднані до трьох контактних кілець, укріплених на валу і електрично ізольованих від нього. Через кільця і струмоз’ємні щітки обмотки ротора замикаються на трифазний реостат (рис. 7.5).

О бмотка статора включається безпосередньо в трифазну мережу. Включення реостату в коло ротора дає можливість суттєво покращити пускові умови для двигуна – зменшити пусковий струм і збільшити початковий (пусковий) обертовий момент. Крім того, за допомогою реостату, включеного в коло ротора, можна плавно регулювати швидкість двигуна.

Спрощена багатолінійна форма умовного позначення асинхронних машин з короткозамкнутим (а) і фазним (б) роторами на принципових та електричних схемах показана на рис. 7.6.

а) б)

Рис. 7.6.