14.3. Создание вращающегося магнитного поля

Рис. 14. 2

 

Сердечник ротора (рис. 14. 3 б) набирается, из листов электротехнической стали, на внешней стороне которых имеются пазы, в которые закладывается обмотка ротора. Обмотка ротора бывает двух видов: короткозамкнутая уложена в виде бе­личьего колеса (рис. 14. 3 а). Здесь каждая пара диа­метрально противоположных стержней с соединитель­ными кольцами представляет собой рамку, т. е. ко­роткозамкнутыи виток. Поэтому такой ротор назы­вается короткозамкнутым. Фазная: в пазы укладывается обмотка, к которой через контактные кольца и щетки подводится трехфазное напряже­ние.

Соответственно этому асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым ротором и фазным ротором (с контактными кольцами).

Рис. 14. 3

 

Двигатель с короткозамкнутым ротором не имеет подвижных контактов. За счет этого такие двигатели обладают высокой надежностью. Обмотка ротора выполняется из меди, алюминия, латуни и других материалов.

Доливо-Добровольский первым создал двигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства. Он выяснил, что у таких двигателей есть очень серьезный недостаток – ограниченный пусковой момент. Доливо-Добровольский назвал причину этого недостатка – сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция двигателя с фазным ротором.

На рис. 14. 4 приведен вид асинхронной машины с фазным ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – обмотка статора, 3 – ротор, 4 – контактные кольца, 5 – щетки.

Рис. 14. 4

 

Обмотка фазного ротора выполняется трехфазной аналогично обмотке статора с тем же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме на звезду. Контактные кольца изготавливают из латуни или стали, они должны быть изолированы друг от друга и от вала. В качестве щеток используют металлографитовые щетки, которые прижимаются к контактным кольцам с помощью пружин щеткодержателей, закрепленных неподвижно в корпусе машины. На рис. 14. 5 приведено условное обозначение асинхронного двигателя с короткозамкнутым (а) и фазным (б) ротором.

Рис. 14. 5

 

На рис. 14. 6 приведен вид асинхронной машины с короткозамкнутым ротором в разрезе: 1 – станина, 2 – сердечник статора, 3 – обмотка статора, 4 – сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой, 5 – вал.

Рис. 14. 6

 

14. 3. Создание вращающегося магнитного поля

Если три катушки, расположенные по окружнос­ти под углом 120° друг относительно друга, вклю­чить в трехфазную сеть переменного тока, а в центре этой окружности поместить магнитную стрелку на оси, то стрелка придет во вращение. Следовательно, эти три катушки создают вращающееся магнитное поле. Временная диаграмма изменения трехфазного тока представлена на рис. 14. 7

 

Рис. 14. 7

Используя график изменения трехфазного тока Рис. 14. 7, проставим на нем несколько отметок времени; t_l, t₂, t₃,... t_n. Наиболее удобными будут отметки, когда один из графиков пересекает ось времени.

Теперь рассмотрим электромагнитное состояние обмоток статора в каждые из принятых, моментов времени.

Рассмотрим вначале точку t₁. Ток в фазе А равен нулю, в фазе С он будет положительным - (+), а в фазе В - отрицательным (·) (рис. 14. 8, а).

 

Рис. 14. 8 Электромагнитные состояния трехфазной обмотки статора

 

Поскольку каждая фазная обмотка имеет замкнутую форму, то конец фазной обмотки В-У будет иметь противоположный знак, т. е. У - (+), а конец Z обмотки C-Z - (·).

Известно, что вокруг проводника с током всегда образуется магнитное поле. Направление его определяется правилом «буравчика».

Проведем силовую магнитную линию вокруг проводников С и У и, соответственно, В и Z (см. штриховые линии на рис. 14. 8 a).

Рассмотрим теперь момент времени t2. В это время тока в фазе В не будет. В проводнике А фазы А-Х он будет иметь знак (+), а в проводнике С фазы C-Z он будет иметь знак (·). Теперь проставим знаки: в проводнике Х - (·), а в проводнике Z - (+).

Проведем силовые линии магнитного поля в момент времени t2 (рис. 14. 8, б). Заметим при этом, что вектор  совершил поворот.

Аналогичным образом проведем анализ электромагнитного состояния в фазных обмотках статора в момент времени t3, …tn (рис. 14. 8, б, в, г, д).

Из рисунков 14. 8 наглядно видно, что магнитное поле в обмотках и его поток Ф совершают круговое вращение.

Необходимым условием получения вращающегося магнитного поля является:

1) наличие не менее двух обмоток;

2) токи в обмотках должны отличаться по фазе;

3) оси обмоток должны быть смещены в пространстве.

⇐ Предыдущая44454647484950515253Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: