Асинхронные двигатели

Вопросы:

1. Устройство трёхфазного асинхронного двигателя.

2. Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя.

Электрические машины переменного тока, так же как и машины постоянного тока обратимы, т.е. одна и та же машина может работать как электродвигателем, так и генератором.

Статор – неподвижная часть машины переменного тока.

Ротор – вращающаяся часть машины.

Существуют два вида машин переменного тока: асинхронные и синхронные

У асинхронных машин магнитное поле статора и ротор вращаются с разными скоростями: у двигателя скорость вращения магнитного поля статора несколько больше скорости вращения ротора, а у генератора наоборот – скорость вращения поля статора меньше скорости вращения ротора.

У синхронных машин магнитное поле статора и ротор вращаются с одинаковыми скоростями.

Асинхронные генераторы применяются значительно реже, чем синхронные.

Из-за простоты конструкции и надёжности в эксплуатации наиболее широкое применение находят асинхронные электродвигатели (АД).

Существуют однофазные, двухфазные и трёхфазные асинхронные двигатели. Трёхфазные двигатели применяют для привода силовых механизмов (насосов, грузоподъёмных устройств и т.д.). однофазные и двухфазные двигатели используют а системах автоматики и бытовых приборах.

Трёхфазный асинхронный электродвигатель, изобретённый в конце XIX века русским инженером-электротехником М.О. Доливо-Добровольским, получил в настоящее время преимущественное распространение. Асинхронные электродвигатели – самые простые и надёжные в эксплуатации.

Различают два вида асинхронных электродвигателей: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором.

1. Устройство трёхфазного асинхронного двигателя.

Устройство статора (неподвижной части) у двигателей с короткозамкнутым и фазным роторами одинаково. Он состоит из алюминиевого или чугунного корпус, в который запрессован стальной сердечник с пазами. В пазы укладывают трёхфазную обмотку, у которой оси фаз расположены под углами 120⁰относительно друг друга. Фазы могут быть соединены между собой звездой или треугольником.

Н1, Н2, Н3 – начала фаз;

К1, К2, К3– концы фаз.

На внешней стороне корпуса находится коробка выводов. Если фазы соединяют внутри статора, то в коробке выводов находятся три вывода от обмотки статора. Если в коробке выводов находятся выводы от начал и концов каждой фазы, то соединение нужно производить в коробке выводов.

Ротор – вращающаяся часть двигателя.

В короткозамкнутом роторе в пазы сердечника укладывают алюминиевые, медные или латунные неизолированные стержни. С торцов ротора стержни соединяют между собой кольцами из тех же материалов, что и стержни. Таким образом, получают короткозамкнутую обмотку.

В фазном роторе в пазы сердечника укладывают трёхфазную обмотку. Выводы от фаз обмотки присоединяют к медным кольцам, расположенным на валу двигателя. Через кольца и угольные щётки обмотку ротора соединяют с внешними устройствами (пусковыми и регулировочными реостатами, сопротивлениями, которые предназначены для изменения характеристик двигателя).

2. Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя.

Если обмотку статора присоединить к трёхфазному источнику тока, то в статоре образуется магнитное поле, вращающееся вокруг оси статора. В зависимости от того, какя фаза обмотки присоединена к той или иной фазе источника, поле будет вращаться по или против часовой стрелки. Вращающееся поле пересекает проводники обмотки ротора и индуктирует в них ЭДС, под действием которых в короткозамкнутой обмотке протекает ток. Возникают электромагнитные силы, действующие на проводники обмотки ротора. Силы создают электромагнитный момент, под действием которого ротор вращается. Скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения поля статора, т.к в противном случае оно не будет пересекать проводники обмотки ротора и электромагнитного момента не будет. Ротор как бы скользит вдоль поля статора.

Относительную разность скоростей поля статора и ротора называют скольжением.

7.7.

ω₁; n₁ – угловая скорость и скорость вращения в об/мин магнитного поля статора (синхронная скорость АД).

ω; n – угловая скорость и скорость вращения в об/мин ротора.

С увеличением нагрузки двигателя скорость ротора уменьшается и, как следует из 7.7, скольжение увеличивается.

Лекция 27.