Магнитное поле и магнитные цепи Ферромагнитные материалы Получение вращающегося магнитного поля Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора Энергетический баланс асинхронного двигателя Элементы физики полупроводников

Получение вращающегося магнитного поля

 Основой действия асинхронного двигателя является вращающееся магнитное поле. Принцип получения вращающегося магнитного поля заключается в том, что если по системе проводников, распределенных в пространстве по окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве создается вращающееся поле.

 Рассмотрим получение вращающегося поля в трехфазном двигателе. На рис. 11.3 показаны три фазные обмотки A – X, B – Y, C – Z, каждая в виде одного витка. От источника питания к обмоткам подводится трехфазная система токов

;;. (11.1)

 Положительные направления токов приняты от начала обмотки к концу, а соответствующие им пульсирующие магнитные потоки образуют трехфазную звезду .

Рассмотрим результирующий магнитный поток для нескольких моментов времени. Закон Ома Лекции по электротехнике

 В начальный момент времени при  = 0

  а) б)

Рис. 11.3

 Им соответствуют магнитные потоки

,

где   – максимальное значение потока фазы.

 Результирующий магнитный поток в 1,5 раза больше фазного и направлен по вертикали вниз (рис. 11.4 а).

 В момент времени  токи в обмотках

.

  Этим токам соответствуют магнитные потоки

.

На рис. 11.4 б показаны векторы результирующего магнитного потока и его составляющие. Направление потока отличается от предыдущего на 90°, а его значение не изменилось

.

  В момент времени , соответствующий , токи в обмотках:

  Этим токам соответствуют магнитные потоки

  .

На рис. 11.4 в показаны результирующий магнитный поток и его составляющие. По сравнению с начальным моментом времени результирующий магнитный поток изменил направление на 180°, а его значение осталось неизменным и равным

..

  Таким образом, трехфазная обмотка, питаемая сдвинутыми на 120° токами, создает вращающееся магнитное поле. Результирующий поток остается неизменным и равным 1,5 от максимального потока фазы. Направление этого потока всегда совпадает с направлением магнитного потока той фазы, ток в которой в данный момент максимален. Поэтому для изменения направления вращения необходимо поменять местами любые две фазы.

 Рассмотренные примеры относятся к двухполюсному исполнению обмотки () при частоте вращения поля . В общем случае частота вращения поля

,  (11.2)

где  – число пар полюсов машины;  – частота тока статора.

Расчет параллельного соединения. Пусть параллельно соединены два НС (рис.2.6,а), ВАХ которых заданы графиками (рис.2.6,б). Если задано подведенное напряжение, а требуется определить токи, то по ВАХ элементов находятся I1 и I2, а

I=I1+I2. (2)

Значительно сложнее решается задача, когда задан ток в неразветвленной части цепи, а остальные токи и входное напряжение нужно определить. В этом случае на основании (2) строится ВАХ параллельного по заданной величине I определяется U, а также I1 и I2.


3. Расчет смешанного соединения (рис.2.7,а). Чаще всего задано входное напряжения и ВАХ всех НС (рис.2.7,б), а определять нужно токи. Записываем уравнения по законам Кирхгофа:

 I1=I2+I3; U=U1+U12. 


На основании этих уравнений строим сначала ВАХ параллельного соединения (рис.2.7,б), т.е. (I2+I3)(U12) или I1(U12). Затем строим ВАХ всей цепи I1(U), суммируя U1 и U12 при различных значениях тока I1. Откладывая заданное напряжение, по характеристике I1(U) определяем ток в неразветвленной части цепи и по его значению находим U12 с помощью характеристики I1(U12), а затем и токи параллельных ветвей I1, I2.


Однофазный асинхронный двигатель