Режимы работы машин двигателем, тормозом и генератором

Асинхронная машина при изменении скольжения от 1 до 0 работает как двигатель. В этом случае электромагнитная мощность P_эм передается магнитным полем со статора ротору и частично преобразуется в механическую мощность , частично — в электрическую мощность Р_Э2 = sР_эм. При работе машины двигателем сдвиг между ЭДС , наведенной в фазе обмотки статора, и током в этой фазе больше 90°, так же как для первичной обмотки трансформатора.

Исходя из полученных ранее соотношений между мощностями асинхронной машины, можно показать, что при изменении скольжения от s=l до s=∞ машина работает как тормоз. Скольжение s>l получается при вращении ротора против поля. При этом электрические потери в цепи ротора Р_э2=s×Р_эм будут больше мощности P_эм и, следовательно, только частично покрываются за счет Р_эм, передаваемой полем со статора ротору. Другая часть электрических потерь в цепи ротора (s-1)Р_эм покрывается за счет механической мощности, приложенной к ротору. Механическая мощность ротора будет отрицательной. Это значит, что она не отдается ротором, а подводится к нему и преобразуется в электрические потери в цепи ротора, т. е. поглощается в самой машине. Поэтому режим работы при s>l называется тормозным режимом.

Электромагнитный момент при этом действует на ротор в направлении вращения поля, т.е. против вращения ротора; следовательно, он является тормозящим по отношению к внешнему моменту, приложенному к валу машины.

Можно также показать, что при отрицательных скольжениях асинхронная машина работает генератором. При < 0 ротор вращается в направлении вращения поля, но с частотой, превышающей частоту поля (n₂ > n₁). В этом случае электромагнитная мощность Р_ЭМ будет отрицательной, что следует из равенства

(2.17)

Мощность Р_ЭМ при отрицательном скольжении передается полем с ротора статору. Механическая мощность Р₂' при этом будет также отрицательной, что следует из равенства

(2.18)

Механическая мощность, следовательно, приложена к ротору. Часть ее идет на покрытие электрических потерь Р_Э2 в цепи ротора, другая часть преобразуется в электромагнитную мощность Р_ЭМ, передаваемую полем статору. При работе машины генератором сдвиг между и меньше 90°, так же как для вторичной обмотки трансформатора.

На рисунке 2.7 приведена шкала скольжений для режимов генератора, двигателя и тормоза. Указанные режимы работы асинхронной машины и их использование для практических целей более подробно будут рассмотрены в последующем.