Если вращать постоянный магнит направо, то его магнитное поле начнёт пересекать активные проводники рамки и в них наведётся э.д.с.
Е=В·ℓ·V, где В-индукция от постоянного магнита, ℓ - длина активной части.
Так как в рамке два активных проводника, то в каждом наведётся э.д.с и в результате внутри медной рамки будет действовать в сумме две э.д.с. 2Е. Так как рамка представляет собой замкнутый контур, то в результате действия э.д.с. в контуре появится ток I:
Где Z- сопротивление рамки.
Как только в рамке появится ток, то она начнёт вращаться вслед за вращением магнита. По правилу левой руки можно определить направление движения верхнего и нижнего проводников рамки. Для этого нужно знать направление тока в проводниках. Направление тока в проводниках совпадает с направлением э.д.с. Е. Направление э.д.с. Е находится по правилу правой руки. Подставим ладонь правой руки под северный полюс магнита. Тогда магнитное поле входит в ладонь, большой палец показывает направление движения проводника относительно магнитного поля. Т.е. если магнит вращается вправо, то ток в верхнем проводнике будет направлен к нам.
|
|
По правилу левой руки определим направление силы, действующей на проводник. Расположим ладонь левой руки под северный полюс магнита. Тогда магнитное поле входит в ладонь, большой палец покажет, что на верхний проводник будет действовать МДС направо, т.е. в ту же сторону, в какую вращается магнит. На нижний проводник рамки будет действовать сила в другую сторону, так как он находится под южным полюсом.
В итоге рамка будет вращаться вслед за магнитом и на ней будет действовать мдс F=2·I·w, где w-число витков в рамке.
Так объясняется вращение рамки, на которую действует вращающееся магнитное поле.
На практике для получения вращающегося магнитного поля используется трёхфазная система тока.
Необходимым условием для возникновения в асинхронной машине электромагнитного вращающего момента является неравенство частот вращения n1 – статора и n2 - ротора. Только при этом условии в обмотке ротора индуцируется э. д. с. и возникает ток i и электромагнитный момент М. По этой причине машина называется асинхронной (ротор ее вращается не синхронно с полем). Однако отставание ротора очень небольшое. Так, например, при холостом ходе двигателя разность скоростей составляет всего 3%, а при нагрузке 5 - 7%. Следовательно, обороты асинхронного двигателя при изменении нагрузки изменяются в очень небольших пределах.
Разность между скоростью вращающегося магнитного поля статора и ротора называется скольжением S.
Скольжение s - это величина, которая показывает, насколько синхронная частота n1 магнитного поля статора больше, чем частота вращения ротора n2 , в процентном соотношении
|
|
отсюда n2 = n1(1-S)
где n2 – скорость вращения ротора, n1 – скорость вращения поля статора.
Где р-число пар полюсов в обмотке статора.
Как видим, скорость вращения поля статора зависит от числа пар полюсов обмотки статора.
Отсюда возник ряд синхронных скоростей:
При р=1, n1=3000 об/мин, р=4, n1=750 об/мин,
Р=2, n1=1500 об/мин, р=5, n1=600 об/мин,
Р=3, n1=1000 об/мин, р=6, n1=500 об/мин, и т.д.
Пример:
Трёхфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 работает от сети с частотой тока f1 = 50 Гц. Определить частоту вращения двигателя, если скольжение составляет 6%.
Решение.
n1 = f1×60/p = 50×60/4 = 750 об/мин
частота вращения ротора двигателя
n2 = n1(1-S) = 750(1-0,06) = 705об/мин
Асинхронный двигатель подключён к трёхфазной сети и через ремённую передачу вращает механизм.
8.2.Конструкции асинхронных двигателей.