Скольжение асинхронной машины в режиме двигателя

Двигательный режим. При включении обмотки статора в сеть трехфазного тока возникает вращающееся магнитное поле, которое, сцепляясь с короткозамкнутой обмоткой ротора, наводит в ней ЭДС. При этом в стержнях обмотки ротора появляются токи (см. рис. 6.4). В результате взаимодействия этих токов с вращающимся магнитным полем на роторе возникают электромагнитные силы. Совокупность этих сил создает электромагнитный вращающий момент, под действием которого ротор асинхронного двигатели приходит во вращение с частотой п2< п1 в сторону вращения поля статора. Если вал асинхронного двигателя механически соединить с валом какого-либо исполнительного механизма ИМ (станка, подъемного крана и т. п.), то вращающий момент двигателя М, преодолев противодействующий (нагрузочный) момент Мнагр исполнительного механизма, приведет механизм во вращение. Следовательно, электрическая мощность Ри поступающая в двигатель из сети, в основной своей части преобразуется в механическую мощность /^ и передается исполнительному механизму ИМ (рис. 10.1, б).

Весьма важным параметром асинхронной машины является скольжение — величина, характеризующая разность частот вращения ротора и вращающегося поля статора:

s = (n{1-n2)/n. (10.1)

Скольжение выражают в долях единицы либо в процентах. В последнем случае величину, полученную по (10.1), следует умножить на 100.

Вполне очевидно, что с увеличением нагрузочного момента на валу асинхронного двигателя частота вращения ротора п2 уменьшается. Следовательно, скольжение асинхронного двигателя зависит от механической нагрузки на валу двигателя и может изменяться в диапазоне 0 < s < 1.

При включении асинхронного двигателя в сеть в начальный момент времени ротор под влиянием сил инерции неподвижен

(«2 = 0). При этом скольжение s равно единице. В режиме работы двигателя без нагрузки на валу (режим холостого хода) ротор вращается с частотой лишь немного меньшей синхронной частоты вращения n1 и скольжение весьма мало отличается от нуля (s «0). Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называют номинальным скольжением sH0M. Для асинхронных двигателей общего назначения sH0M = 1/8%, при этом для двигателей большой мощности SHOM = 1%, а для двигателей малой мощности

Sном = 8%.

Преобразовав выражение (10.1), получим формулу для определения асинхронной частоты вращения (об/мин):

n2 = n1(1-s). (10.2)

Рис. 10.1. Режимы работы асинхронной машины

Пример 10.1. Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой тока f1 = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя при номинальной нагрузке, если скольжение при этом составляет 6%.

Решение. Синхронная частота вращения

п1 = f1 • 60/р = 50 • 60/4 = 1500 об/мин.

Номинальная частота вращения по (10.2)

nном = n1(1-sном) = 1500(1 -0,06) = 1412 об/мин.