Принцип действия асинхронной машины
В основе принципа работы АМ лежит взаимодействия вращающегося магнитного поля с протекающими в обмотке ротора токами. Как было установлено выше, вращающееся поле создается, в случае трехфазной машины, трехфазной обмоткой статора, первая гармоника поля вращается с синхронной частотой вращения
,
где – частота сети; p – число пар полюсов.
Угловая синхронная скорость , где – угловая частота сети.
Для пояснения принципа действия АМ удобно заменить вращающееся поле вращающимися магнитами или электромагнитами (рис. 2.1).
Вращающееся магнитное поле будет наводить в проводниках обмотки неподвижного ротора ЭДС, которая определяется по правилу правой руки. Если обмотку ротора замкнуть, то в проводниках обмотки ротора возникнут токи, активная составляющая которых практически совпадает по направлению с ЭДС. На любой из проводников будет действовать электромагнитная сила, направление которой определяется по правилу левой руки. Эти силы обусловливают электромагнитный момент, под действием которого ротор вращается с частотой вращения, которая зависит от нагрузочного момента на валу. Таким образом, АМ в данном случае будет работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию из сети в механическую (рис. 2.1,а). Ротор вращается в ту же сторону, что и вращающееся поле.
Если допустить, что частота вращения ротора равна частоте вращения поля , то пресечения полем проводников ротора не будет. ЭДС и ток в обмотке ротора исчезнут, следовательно, будет отсутствовать электромагнитный момент. Таким образом, необходимым условием работы АМ является 1. Разность этих частот называют частотой скольжения, а отношение
– скольжением.
Здесь – синхронная угловая скорость ротора; – угловая скорость ротора. Нередко скольжение выражают в процентах .
В двигательном режиме частота вращения может изменяться в пределах , а скольжение – в пределах .
Если привести ротор во вращение в противоположную сторону, то направление ЭДС и тока в обмотке ротора останутся прежними. Сохранится и действие электромагнитного момента, но по отношению к внешнему вращающему моменту электромагнитный момент становится тормозным. Этот режим называют режимом электромагнитного тормоза. Частота вращения в этом режиме может изменяться теоретически в пределах , а скольжение – в пределах .
Если ротор АМ привести во вращение посторонним двигателем с частотой вращения n>n1, то изменится относительное перемещение поля и ротора, что вызовет изменение направления ЭДС и активной составляющей тока в проводниках ротора (рис. 2.1,б). Это сопровождается изменением направления действия электромагнитных сил и электромагнитного момента. АМ будет работать в режиме генератора, преобразуя механическую энергию, получаемую с вала, в электрическую, отдавая ее в сеть. Частота вращения в генераторном режиме может теоретически изменяться в пределах , а скольжение – в диапазоне . Таким образом, АМ может работать в трёх режимах: двигательном, генераторном, тормозном.
Дата добавления: 2017-05-02; просмотров: 1391;