Принцип действия асинхронного двигателя

При включении трёхфазной обмотки статора в трёхфазную сеть в машине образуется вращающееся магнитное поле. Оно пересекает проводники обмотки ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, то в ней возникает ток. Этот ток взаимодействует с вращающимся магнитным полем и образует вращающий момент.

В результате этого взаимодействия, ротор начинает вращаться с частотой n₂ в ту же сторону, что и магнитное поле обмотки статора, но меньшей, чем частота вращения магнитного поля статора n₁:

                                           (1)

где f₁ – частота питающей сети (f₁ = 50 Гц);

             p – число пар полюсов (p = 1,2,3…).

Возникновение тока в роторе возможно лишь при движении проводников ротора относительно магнитного поля машины, т. е. при наличии разности частот вращения магнитного поля статора n₁ и ротора n₂, так как только в этом случае в роторе наводится ЭДС.

Разность (n₁-n₂) должна быть больше нуля. Рассмотрим для примера, что же произойдёт, если бы частота вращения ротора n₂ сравнялась с частотой

вращения магнитного поля статора, т.е. если n₁= n₂.

Магнитное поле статора и проводник ротора (обмотка ротора) будут в этом случае неподвижны относительно друг друга, в обмотке ротора не будет наводиться ЭДС, не появится ток, не будет и вращающего момента. Ротор несколько притормозится, и как только возникает разность частот вращения n₁-n₂, вновь в обмотке ротора наведётся ЭДС, появится ток и возникнет электромагнитный момент.

Таким образом, ротор не может вращаться с синхронной частотой n₁ в такой конструкции электродвигателя.

Так как частота вращения ротора n₂ меньше частоты вращения магнитного поля статора n₁, то двигатель называется асинхронным.

Отставание частоты вращения ротора от частоты вращения магнитного поля статора называется скольжением  s:

                                        (2)

C учётом (2) частота вращения ротора

                        (3)

Электромагнитный момент асинхронного двигателя (вращающий момент) может быть выражен зависимостью:

,                           (4)

где  - постоянная, зависящая от конструкции машины;

Ф – магнитный поток;

I₂ –  ток в обмотке ротора.

В выражении (4) угол  ,

где R₂ – активное сопротивление фазы ротора;

x₂ – индуктивное сопротивление фазы вращающегося ротора, которое зависит от частоты тока в роторе,

;

L₂ – индуктивность фазы ротора.

Выражение (4) показывает, что вращающий момент двигателя создаётся за счёт взаимодействия магнитного потока статора и тока в роторе двигателя.