Электродвижущие силы обмоток статора и ротора

Пакет

 штампованных листов статора

 

 

 

Трехфазная обмотка двухполюсного статора
 с тремя катушками в каждой фазе

 

Внешний вид статора со стороны
лобовой части трехфазной обмотки

 

Конструкция (а) и условное графическое
обозначение (б) ротора
с короткозамкнутой обмоткой

 

 

1 — замыкающие кольца; 2 — вентиляционные лопасти;
3 — вал; 4 — пакет ротора; 5 — стержни обмотки

 

Короткозамкнутая обмотка типа «беличье колесо»

 

 

Вид ротора (а) и условное графическое обозначение (б) ТАД
 с контактными кольцами

 

Обмотка; 2 — контактные кольца; 3 — вал

ТАД с контактными кольцами

Упрощенная модель статорной обмотки (а),
схема соединения катушек (б)

и векторная диаграмма токов (в)

 

 

Вращающееся магнитное поле трехфазной обмотки:
а — мгновенные значения тока обмотки

Б) — Положение оси симметрии магнитного поля
для момента времени t 1

В) — Положение оси симметрии магнитного поля
для момента времени t ₂

Г) — Положение оси симметрии магнитного поля
для момента времени t ₃

Частота вращения магнитного поля статора

Полный оборот совершается за время, равное периоду изменения токов статорной обмотки T.

За одну секунду число оборотов равно 1/ Т,

с учетом того, что Т = 1/ f ₁

(f ₁ — частота токов статора).

Частота вращения магнитного поля n ₁(об/мин)

для двухполюсной машины (p=1) определяется формулой

n ₁ = 60 f ₁.

Для многополюсной машины (p>1)

n ₁ = 60 f ₁/ p

Частоты вращения
 магнитного поля статора ТАД

p	1	2	3	4	5
n1, (об/ мин)	3000	1500	1000	750	600

Проводник ротора во вращающемся магнитной поле статора:
а — наведение ЭДС в проводнике ротора;
б — возникновение электромагнитных сил

Скольжение

Или

W = 2p n /60,

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ОБМОТОК СТАТОРА И РОТОРА

В отличие от машин постоянного тока, в которых ЭДС наводится только во вращающейся обмотке, в асинхронных машинах ЭДС создается и во вращающейся и в неподвижной обмотках.

 Мгновенное значение ЭДС, наводимой вращающимся магнитным полем машины в каком-либо проводнике ее обмотки, может быть определено по формуле, выражающей закон электромагнитной индукции

 

,

 

где l — активная длина проводника, n_отн — относительная скорость движения проводника в магнитном поле с магнитной индукцией B_x.

Определим частоты индуцируемых ЭДС: f ₁ — для статорной обмотки и f ₂ для роторной.

За время одного полного оборота вращающегося магнитного поля закончится период изменения ЭДС в проводниках неподвижного статора, следовательно,

 

.

Частота ЭДС обмотки статора равна частоте напряжения сети. Частота вращения магнитного поля относительно вращающихся проводников ротора, называется частотой скольжения n_S, она определяется разностью частот вращения магнитного поля и ротора

 

n_S = n ₁ – n ₂ = sn ₁.

 

Следовательно, частота ЭДС обмотки ротора

 

.

Частота ЭДС обмотки ротора прямо пропорциональна частоте сети и скольжению.

Для неподвижного ротора      s = 1,   f ₂ = f ₁.

Амплитудное значение магнитной индукции B_m и магнитный поток полюса F_п связаны пропорциональной зависимостью, тогда для действующего значения ЭДС фазы статора можно записать

 

E ₁ = C_{E 1} f F_п,  

                                  

а для неподвижного ротора

                                 E ₂ = C_{E 2} f F_п.

 

Для вращающегося ротора относительная скорость проводника в магнитном поле будет определяться скольжением и, следовательно, ЭДС вращающегося ротора будет прямо пропорциональна скольжению. Условимся далее все электрические величины, характеризующие работу вращающегося ротора и зависящие от скольжения, обозначать индексом «s»

 

 

E _{2 S} = sE ₂ = C_{E 2} f F_п s.