Рисунок 12.9 Рисунок 12.10
Короткозамкнутый ротор выполняется с обмоткой, представляющей собой медные или алюминиевые стержни, уложенные без изоляции в пазы и замкнутые на торцах ротора друг с другом торцевыми кольцами. Если такую обмотку мысленно вынуть из пазов стального цилиндра ротора, то она выглядит как беличья клетка.
Фазный ротор имеет обмотку, выполненную так же, как и обмотка статора. Она является тоже трехфазной (для трехфазного двигателя), причем концы фаз объединены в общую точку, образуя звезду, а начала выведены к трем контактным кольцам, размещенным на валу. При помощи щеток, наложенных на кольца, в цепь обмотки ротора можно ввести добавочное сопротивление, которое используется для облегчения пуска или (и) для регулирования частоты вращения.
Поясним принцип действия асинхронного двигателя. Трехфазная обмотка статора образует вращающееся магнитное поле, которое имеет р пар полюсов. Это поле можно представить в виде модели – системы вращающихся вокруг некоторой оси постоянных магнитов, полюсы которых чередуются. Если внутри такой системы разместить короткозамкнутый или фазный ротор, ось которого совпадает с осью вращения системы магнитных полюсов, то в каждом стержне обмотки ротора индуктируется ЭДС и в замкнутой обмотке образуется ток.
На рисунке 12.10 схематично представлен северный полюс, вращающийся по часовой стрелке с частотой вращения п1 (об/с). Пусть ротор вначале неподвижен. Выделим для рассмотрения один стержень обмотки ротора, находящийся в данный момент под рассматриваемым полюсом. Движение полюса по часовой стрелке равносильно движению проводника под неподвижным полюсом против часовой стрелки. По правилу правой руки устанавливаем, что индуктированный в стержне обмотки ток направлен к наблюдателю (отмечен точкой). По правилу левой руки устанавливаем, что проводник с током указанного направления испытывает воздействие электромагнитной силы Fэм, увлекающей ротор во вращение в том же направлении, в каком вращаются полюсы. При неподвижном роторе индуктированный в обмотке ротора ток, как в трансформаторе, имеет ту же частоту, что и ток в обмотке статора, иначе говоря f2н= f1. По мере возрастания частоты вращения ротора разность скоростей полюсов и ротора уменьшается, ротор как бы стремится догнать вращающиеся полюсы. Однако «догнать полюсы» в асинхронном двигателе, т. е. приобрести частоту вращения, синхронную с полюсами, ротор не может, поскольку при синхронной скорости исчезнет относительное движение полюсов и ротора и в обмотке ротора не будет индуктироваться ток, т. е. исчезнет и вращающий момент. Для того чтобы двигатель работал, ротор должен отставать в частоте вращения от полюсов, «скользить» относительно полюсов вращающегося поля.
Когда вращающий и тормозной моменты уравновесятся, ротор приобретет некоторую установившуюся частоту вращения п, меньшую n1. Разность частот вращения поля и ротора, отнесенная к частоте вращения поля, называется скольжением:
или 
.
12.7 Синхронные машины. Устройство и принцип действия
В отличие от асинхронной машины частота вращения ротора синхронной машины находится в строго фиксированном соответствии с частотой сети и совпадает с частотой вращения поля. Наибольшее распространение синхронные машины получили в качестве генераторов и в качестве мощных электродвигателей. Применяются также синхронные микродвигатели. Особой областью применения синхронных машин является использование их в качестве генераторов реактивной мощности с целью улучшения cos(j) промышленных предприятий; в этом применении машины называются синхронными компенсаторами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.