Магнитные поля и э.д.с. асинхронной машины
Под действием подводимого к фазам обмотки статора напряжения U1 в них возникают токи I1, создающие вращающееся магнитное поле. Большая часть этого поля (поток Ф1) сцепляется как с обмоткой ротора, так и с обмоткой статора и называется основным потоком обмотки статора. Меньшая часть поля статора (поток ) сцепляется только с витками обмотки статора (рис. 3.11) и называется потоком рассеяния статора.
Рис. 3.11. Магнитные потоки в асинхронном двигателе
Токи I2 ротора, проходя по проводникам обмотки ротора, создают свое магнитное поле, часть которого (поток Ф2) сцепляется с обеими обмотками (статора и ротора) и называется основным потоком ротора. Другая часть (поток ) сцепляется только с витками обмотки ротора и называется потоком рассеяния ротора.
Основные потоки статора Ф1 и ротора Ф2 вращаются в пространстве с одинаковой частотой n1 и не перемещаются относительно друг друга.
В последнем легко убедиться. Поле статора, вращаясь в пространстве с синхронной частотой n1, наводит в обмотке ротора э. д. с., которая изменяется с частотой f2 = f1s. Токи ротора, изменяясь с такой же частотой, создают поле ротора, которое вращается относительно ротора с частотой n22 в ту же сторону, что и ротор:
(3.18)
Частота вращения поля ротора в пространстве может быть найдена как сумма частот вращения ротора n2 и n22. Эта сумма с учетом соотношений (3.16) и (3.18) равна синхронной частоте вращения:
Потоки и складываясь, создают основное (рабочее) поле асинхронного двигателя , которое, как и в трансформаторе (см. § 6.4), при изменении нагрузки от нуля (в режиме холостого хода) до номинальной практически остается неизменным, примерно равным потоку холостого хода :
(3.19)
Равенство (3.19), так же как и все рассуждения о потоках Ф1, Ф2, Ф0, справедливо лишь для ненасыщенной машины. Для придания рассуждениям более строгого характера целесообразно потоки заменить соответствующими им м. д. с., т. е. равенство (3.19) записать в виде
(3.20)
здесь – м. д. с. обмотки статора;
– м.д.с. обмотки ротора;
– м. д. с. холостого хода.
Основной (рабочий) поток асинхронного двигателя, вращаясь в пространстве, пересекает обмотку статора с частотой n1, и обмотку ротора с частотой ns = n1 - n2, и наводит в них э. д. с.
(3.21)
(3.22)
где и – произведения чисел витков на обмоточные коэффициенты соответственно обмоток статора и ротора.
Э. д. с. , так же как и частота ее изменения f2, зависит от скольжения s или, что одно и то же, от частоты вращения ротора n2. В этом нетрудно убедиться, подставив в равенство (3.22) значение f2 = f1s:
(3.23)
Здесь – э. д. с., наводимая вращающимся в пространстве потоком Ф в обмотке неподвижного ротора (когда n2=0, s=1, f2= f1).
Таким образом, э. д. с. ротора Е2S изменяется прямо пропорционально скольжению s. Она максимальна при пуске (n2=0, s=1) и равна нулю при идеальном холостом ходе (когда n2= n1, s=0).
Потоки рассеяния статора и ротора наводят э. д. с. рассеяния и , которые, как и в трансформаторе, могут быть выражены через соответствующие токи I1 и I2, и индуктивные сопротивления:
(3.24)
(3.25)
где и – индуктивные сопротивления рассеяния обмоток статора и ротора: и – индуктивности рассеяния обмоток статора и ротора.
Так как f2= f1s, то
(3.26)
Следовательно, индуктивное сопротивление рассеяния ротора при любом скольжении равно индуктивному сопротивлению неподвижной обмотки ротора , умноженному на скольжение s.
Дата добавления: 2015-06-12; просмотров: 653;