Принцип работы

Включение обмотки статора в трехфазную сеть (рис. 4) вызывает возникновение в ней соответствующих токов, возбуждающих вращающееся магнитное поле статора с частотой вращения:

n₁₌ f = 50 Гц

P =2

и угловой скоростью:

ω₁₌

где f - частота тока в обмотке, Р - число пар полюсов. П а

Это поле наводит в короткозамкнутой обмотке ротора ЭДС, под влиянием которых в ней возникают индуктированные токи, взаимодействующие с вращающимся магнитным полем статора, в результате чего ротор начинает вращаться с частотой вращения n₂ = n₁(l-S), пропорционально угловой скорости ω₂ = ω₁ (l-S), где S - величина скольжения, определяемая по формуле:

S=

Изменение направления вращения ротора достигается изменением порядка следования фаз напряжения трехфазной сети, за счет перемены местами любых двух проводов, подведенных к обмотке статора. Частота вращения магнитного поля статора при холостом ходе близка к частоте

вращения ротора, и скольжение при этом режиме составляет доли процента. При нагрузке частота вращения ротора несколько уменьшается, а скольжение увеличивается и достигает при номинальной мощности на валу значения

S_h= 3 - 8%.

Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения S определяется кривой М =f(S) (рис. 5), вид которой зависит от типа обмотки ротора. Обычно работа асинхронного двигателя протекает на прямолинейном участке характеристики M=f(S) при небольшом скольжении S < S_H (порядка нескольких процентов) и моменте М, не превышающем его номинального значения, выраженного в ньютон-метрах:

M_H =9550

где Р_2н - номинальная мощность двигателя, 0,55 кВт;

n _2н - номинальная частота вращения ротора, об/мин.

Кратковременная нагрузка асинхронного двигателя ограничена величиной максимального момента Мmах, которому соответствует критическое скольжение Sk, и допустимым тепловым режимом машины.

Рис.5

Зависимость вращающего момента асинхронного двигателя от скольжения

Отношение пускового момента к номинальному λ_м = является

важной характеристикой асинхронных двигателей и составляет от 0,8 до 2, а кратность пускового тока по отношению к номинальному

определяется величиной λ_I= ,которая составляет от 4 до 7, а иногда и выше.

Трехфазный асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором характеризуется следующими номинальными величинами: мощностью Р_2н на валу, линейным напряжением U_лн, линейным током I_н, типом соединения фаз статора, коэффициентом мощности cosφ_н и КПДηн, которые приводятся на табличке машины и соответствуют номинальному тепловому режиму при температуре окружающего воздуха +40 °С, а величины λ_ми λ_Iнаходят из соответствующих каталогов электрооборудования.

Свойства асинхронного двигателя определяются его механической характеристикой n₂ = F(M) рис. 6. и рабочими характеристиками:

n₂ = F₁(P₂), S = F₂(P₂), M = F₃(P₂),

I₁ = F₄(P₂), cos φ = F₅(P₂), n = F₆(P₂).

При U_л = const и f = const (рис. 6 б), где М и Р₂ - соответственно момент и мощность на валу двигателя.

Мощность Р₂ на валу двигателя можно определить так:

P₂=I₂U₂+I₂² r₀

где U- напряжение на нагрузке,

I - ток нагрузки,

r₀ - сопротивление обмотки якоря и сопротивление перехода коллектор-щетки, равное 1,3 Ом.

При вращении ротора с частотой вращения n₂, тормозной момент на валу двигателей определяется по формуле:

M_H =9550

Рис.6

Характеристика асинхронного двигателя: а) механическая, б) рабочие.

Коэффициент мощности асинхронного двигателя находят по формуле:

_{Cos φ}

а КПД вычисляется по формуле:

η=

где 3P₁ - активная мощность, потребляемая двигателем,

U_л и I₁ - соответственно лнейное напряжение и ток.