Электрические машины. Электромеханика, страница 8

Иногда в микромашинах применяют укорочение на 1/3 полюсного деления.

При неподвижном роторе частота тока в его обмотке f₂  равна частоте тока в обмотке статора f₁ и соотношение между ЭДС статора и ротора определяется соотношением чисел витков.

Е₁/Е₂= к_об1w₁/k_об2w₂≈w₁/w_2.

Если ротор вращается, то f₁≠ f₂  и  соотношение между Е₁ и Е₂ изменяется.

Вопросы для самопроверки

1)  Что называется коэффициентами распределения и укорочения обмотки? Как они определяются?

2)  В чем преимущества двухслойных обмоток?

3)  Как влияет открытие паза на коэффициент воздушного зазора?

4)  При каких условиях образуются синхронное круговое и пульсирующее поля?

5)  В чем отличие сосредоточенной и распределенной обмоток? На какие процессы в электрической машине влияет распределение обмоток по пазам?

6)  Что означают  укороченный, удлиненный и диаметральный шаги?

1.4 Асинхронные машины

В теории  асинхронных машин основными являются следующие вопросы:

- создание магнитного поля взаимодействием МДС статора и ротора;

- основные уравнения рабочего процесса, векторные диаграммы, схемы замещения;

- исследование работы асинхронных машин с помощью схемы замещения  и круговой диаграммы;

- пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей;

- вращающий момент асинхронного двигателя, механические характеристики. Влияние высших гармоник на вращающий момент;

- потери и КПД асинхронной машины. Энергетическая диаграмма;

-  переходные процессы;

- несимметричные режимы работы двигателя;

однофазный асинхронный двигатель и  его особенности;

- асинхронный генератор.

Принцип действия. В асинхронной машине одну из обмоток размещают на неподвижном статоре (1),а вторую – на вращающемся  роторе (3)

Между ротором и статором имеется воздушный зазор, величину которого для улучшения магнитной связи между обмотками делают  по возможности меньшим.

Обмотка статора (2) представляет собой трехфазную обмотку, катушки которой размещают равномерно по окружности статора. Фазы обмотки АХ, ВУ и СZ соединяют по схеме Y или ∆ и подключают к сети трехфазного тока.

Обмотку ротора выпускают трехфазной или многофазной и размещают вдоль окружности ротора. Ее фазы в простейшем случае замыкают накоротко.

При питании обмотки статора трехфазным током создается вращающееся магнитное поле, частота вращения которого  .

Двигательный режим. Если ротор неподвижен или частота его вращения меньше синхронной, то вращающееся магнитное поле индуцирует в проводниках обмотки ротора ЭДС и по ним проходит ток, который, взаимодействуя с магнитным потоком, создает электромагнитный момент. На рисунке согласно правилу правой руки показано направление ЭДС, индуцированной в проводниках ротора при вращении магнитного потока Ф, по часовой стрелке.

При этом проводники ротора перемещаются относительно потока Ф против часовой стрелки. Активная составляющая тока ротора совпадает по фазе с индуцированной ЭДС, поэтому условное обозначение показывает и направление активной составляющей тока.

На проводники с током, расположенные в магнитном поле, действуют электромагнитные  силы. Их направление определяется правилом левой руки. Суммарное усилие , приложенное ко всем проводникам ротора, образует электромагнитный момент М, увлекающий ротор за вращающимся магнитным полем. Если этот момент достаточно велик, то ротор приходит во вращение и его установившаяся частота вращения  соответствует равенству электромагнитного момента тормозному, приложенному к валу, от приводимого во вращение механизма и внутренних сил трения. Такой режим работы АМ является двигательным и .

Относительную разность частот вращения магнитного поля и ротора называют скольжением:

При двигательном режиме 1>S>0. Реальная машина имеет S_н= 0,02-0,05.

S>0, I_a2>0, I_r2>0. Значение (-jI_r2) показывает, что ток I_r2поворачивается относительно I_a2 в сторону вращения часовой стрелки на 90⁰ (т.е. отстает и является индуктивным).