Получение вращающего момента

Созданный обмоткой статора магнитный поток Ф₁ вращается с частотой n_1, пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует в них э.д.с. В проводниках обмотки ротора под действием э.д.с. протекает ток, ток создает магнитный поток Ф₂ (направленный по правилу буравчика).

Ф₂ складывается с Ф₁ (Ф₂ + Ф₁) = Ф.

Ф создает силу F (правило левой руки). Пара сил ® ротор вращается с некоторой частотой n₂.

Направление вращения ротора совпадает с направлением врашения магнитного потока статора по n₂ < n₁

n₁ = 60¦/ P - синхронная частота.

¦ - частота приложенного к обмоткам статора напряжения.

Р- число пар полюсов двигателя.

Степень отставания ротора от вращающегося магнитного потока называется скольжением.

S = (n₁ – n₂) / n₁ или (n₁ – n₂)100% / n₁

При пуске S_n = 1; S_н = 3% - 6%.

Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора. Если срав­нить устройство и принцип действия асинхронного двигателя и транс­форматора, то можно увидеть у них общие характерные элементы. У трансформатора есть первичная и вторичная обмотки, причем на­пряжение сети подводится к первичной обмотке. У асинхронного дви­гателя имеются обмотки статора и ротора, причем напряжение сети подводится только к обмотке статора. Первичная обмотка трансформа­тора и обмотка статора асинхронного двигателя создают магнитные по­токи, которые индуцируют э. д. с. во вторичной обмотке трансформатора и в обмотке ротора двигателя соответственно.

Обмоточный коэффициент зависит от типа и схемы обмотки и его числовое значение равно примерно 0,92—0,96.

В проводниках обмотки ротора индуцируется синусоидальная э. д. с., имеющая частоту ¦₂. Так как проводники обмотки ротора вра­щаются с частотой

n₂ < n₁, то они пересекаются магнит­ным потоком с частотой n_s = n₁ – n₂ = sn_1/ Поэтому частота э. д. с. ротора, число полюсов которого всегда равно числу полюсов статора,

n_s=60f/P

В короткозамкнутой обмотке в каждом пазу находится один про­водник (стержень) и каждый из них представляет собой отдельную фазу. При определении э. д. с. в фазе ротора необходимо принимать w₂ =0,5, a k_об2= 1.

У двигателя с фазным ротором обмоточный коэффициент ротора имеет то же значение, что и обмоточный коэффициент статора. Можно считать для фазного ротора k_об2 = k_{об1 .}

С учетом соотношения э. д. с. вращающегося ротора

Э. д. с. обмотки неподвижного ротора, когда s = 1,

Если для двигателя с фазным ротором k_об2 = k_об1, то k_е =w₁/w₂ т.е. определяется так же, как для трансформатора. Величина

называется приведенной э. д. с. ротора.

Электродвижущие силы, индуцируе­мые магнитными потоками рассеяния.

Протекающие по обмоткам токи создают магнитные потоки, сцепленные только с данной обмоткой и не взаимодействующие с потоком другой обмотки. Такие магнитные потоки являются потоками рассеяния.

В обмотке статора индуцируется

в обмотке вращающегося ротора

У Фрас₁ и Фрас₂ —максимальные значения потоков рассеяния статора и ротора соответственно. Поскольку ¦₂ = s¦, получаем

Для неподвижного ротора, когда s = 1,

следовательно,

Потоки рассеяния обусловливают наличие индуктивных сопротив­лений у обмоток фаз:

у статора X₁ = wL₁ = 2p¦L₁;

у неподвижного ротора Х₂ = wL₂ == 2 p fL₂

у вращающегося ротора X_2s = w₂L₂ = 2p¦₂L₂ = 2ps¦L₂

При этом индуктивное сопротивление обмотки вращающегося ротора можно определить через сопротивление обмотки неподвижного ротора:

Э. д. с. рассеяния обмоток статора и ротора могут быть выражены через падения напряжения на них:

Ток ротора. Под действием э. д. с. ротора E_2s, индуцируемой вра-щающимся магнитным потоком, в короткозамкнутой обмотке ротора протекает ток I₂, определяемый по закону Ома:

Так как E_2s ⁼ sE₂ и Х_2s = sX₂ ,, получаем

или, разделив на s,