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
Разработка и продвижение сайтов под ключ в Алматы, поддержка сайтов, ведение.. Создание сайта по иглотерапии Sueiman.kz. Основной цветовой гаммой стал черный и белый цвет. Основной аспект был нацелен именно на информативность данного. . .

Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора

 Вращающийся магнитный поток в воздушном зазоре пересекает проводники обмоток статора и ротора и индуктирует в них синусоидальные ЭДС. ЭДС одного витка

,

где  – максимальное значение вращающегося магнитного потока.

 Обмотка статора имеет  витков, уложенных в пазах. В один и тот же момент времени мгновенные значения ЭДС, наведенные в витках, получаются сдвинутыми по фазе. Суммарная ЭДС равна геометрической сумме ЭДС, которая меньше алгебраической суммы. Эта разность учитывается коэффициентом распределения. Кроме того, в электрических машинах переменного тока применяют укороченные шаги обмотки и профилирование пазов с целью получения синусоидального распределения потока. Эти меры также уменьшают ЭДС, что учитывается соответствующими коэффициентами укорочения и скоса пазов. Произведение всех трех коэффициентов называется обмоточным коэффициентом, числовое значение которого = 0,92…0,98. Амплитуда ЭДС фазной обмотки статора Электрическая энергия и электрическая мощность

,

а ее действующее значение с учетом  можно записать в виде

.  (11.5)

 Сравнение (11.5) с (7.3) показывает, что ЭДС обмотки статора зависит от тех же параметров, что и ЭДС первичной обмотки трансформатора, если принять  = 1.

 Частота этой ЭДС

. (11.6)

 ЭДС, наведенная в обмотке ротора, имеет частоту

.  (11.7)

 В режиме двигателя частота ЭДС ротора при пуске равна частоте напряжения сети, а в рабочем режиме составляет несколько герц. Так, при  = 0,04 частота ЭДС в роторе = 50·0,04 = 2 Гц.

 ЭДС обмотки вращающегося ротора

,

где  – обмоточный коэффициент для обмотки ротора,  – число витков фазы обмотки ротора.

 В короткозамкнутой обмотке в пазу находится один проводник, который представляет собой отдельную фазу. Поэтому  = 0,5, а = 1.

 У двигателя с фазным ротором

 С учетом (11.7) ЭДС вращающегося ротора можно представить в виде

,  (11.8)

ЭДС неподвижного ротора при  = 1

.  (11.9)

 Следовательно, ЭДС вращающегося ротора (11.8) можно выразить через ЭДС неподвижного ротора

,  (11.10)

т.е. ЭДС обмотки ротора прямо пропорциональна скольжению или обратно пропорциональна частоте вращения ротора. Максимальное значение ЭДС ротора в режиме двигателя соответствует скольжению  = 1, т.е. при неподвижном роторе.

 Из сравнения (11.5) и (11.9) следует, что асинхронная машина подобна трансформатору с коэффициентом трансформации по ЭДС

.  (11.11)

 По аналогии с трансформатором введем понятие ЭДС заторможенного ротора, приведенной к статору

.  (11.12)

 Кроме рассмотренных ЭДС обмоток статора и ротора, обусловленных результирующим (основным) магнитным потоком, в обмотках индуктируются ЭДС от потоков рассеяния:

в обмотках статора

,  (11.13)

в обмотках ротора

.  (11.14)

 Составляющие напряжения сети, соответствующие ЭДС самоиндукции, представляют в виде

,  (11.15)

где  – индуктивное сопротивление от потоков рассеяния одной фазы статорной обмотки, и в виде

  (11.16)

где  – индуктивное сопротивление от потоков рассеяния одной фазы обмотки вращающегося ротора.

Ток ротора

 Под действием ЭДС ротора (11.10) в его обмотке протекает ток

.  (11.17)

 С учетом равенств  и  получаем

.  (11.18)

 Ток по (11.18) равен току (11.17), но отличается тем, что имеет частоту, равную частоте неподвижного ротора, т.е. частоте напряжения сети. Угол сдвига по фазе между ЭДС и током остается неизменным

.

Частота вращения магнитного потока ротора

 Так как в короткозамкнутом роторе каждый стержень (в пазу проводника) образует отдельную фазу, а пазы ротора сдвинуты в пространстве, то сдвинутые по фазе токи в стержнях создают вращающееся магнитное поле. В любом случае частота вращения магнитного потока ротора в пространстве равна сумме частоты вращения самого ротора  и частоты вращения потока ротора относительно ротора , т.е. . Таким образом, магнитные потоки статора и ротора вращаются относительно статора с одинаковой частотой  и образуют один результирующий магнитный поток.

Замена группы параллельных ветвей одной эквивалентной

Допустим схема рис.2.8,а входит в состав сложной цепи, не показанной на этом рис., и мы хотим заменить её одной эквивалентной ветвью (рис.2.9). Требуется определить эквивалентную ЭДС Еэ и ВАХ эквивалентного НС. Ясно, что ток, подходящий к исходной схеме (I=I1-I2+I3) при любых значениях напряжения Uab должен равняться току в эквивалентной ветви. Воспользуемся построениями предыдущего параграфа. Кривая (I1-I2+I3)(Uab) представляет собой результирующую ВАХ трёх параллельных ветвей. Такую же ВАХ должна иметь эквивалентная ветвь, для которой по второму закону Кирхгофа можно записать: Uab=Еэ-Uэ. Отсюда следует, что если ток в эквивалентной ветви равен нулю, то Uab=Еэ. Значит Еэ определяется в точке, где кривая (I1-I2+I3)(Uab)  пересекает ось абсцисс. Для определения ВАХ эквивалентного НС необходимо кривую  (I1-I2+I3)(Uab) зеркально отобразить относительно вертикали, проведенной через точку, в которой определялась Еэ.


Однофазный асинхронный двигатель