14.4. Скорость вращения магнитного поля. Скольжение

14. 4. Скорость вращения магнитного поля. Скольжение

Известно, что скорость магнитного поля определяется и час­тотой переменного тока. В частности, если трехфаз­ную обмотку двигателя разместить в шести пазах на внутренней поверхности статора, то за по­ловину периода переменного тока вектор магнитной индукции сделает пол-оборота, а за полный период – один оборот. В этом случае обмотка статора созда­ет магнитное поле с одной парой полюсов и называ­ется двухполюсной.

Рис. 14. 9

Если обмотка статора состоит из шести катушек (по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу), размещенных в двенадцати пазах, то за половину периода переменного тока вектор маг­нитной индукции повернется на четверть оборота, а за полный период – на пол-оборота. Вместо двух полюсов на трех обмотках теперь магнитное поле ста­тора имеет четыре полюса (две пары полюсов).

Скорость вра­щения магнитного поля обратно пропорциональна числу пар полюсов.

                                  14. 1

 

где ƒ — частота переменного тока в Гц, а коэффици­ент 60 появился из-за того, что n₁ принято измерять в оборотах в минуту.

Поскольку число пар полюсов может быть толь­ко целым, то скорость вращения магнитного поля может принимать не произвольные, а только опреде­ленные значения:

P
n1

 

Ротор асинхронного двигателя вращается в ту же сторону, что n магнитное поле, со скоростью, несколько меньшей скорости вращения магнитного поля, так как только в этом случае в обмотке ротора будут индуци­роваться ЭДС и токи, и на ротор будет действовать вращающий момент. Обозначим скорость вращения ротора n₂. Тогда величина n₁ – n₂ , которая называется скоростью скольжения, представляет собой относи­тельную скорость магнитного поля и ротора, а сте­пень отставания ротора от магнитного поля, выражен­ная в процентах, называется скольжением s:

                                          14. 2

Скольжение асинхронного двигателя при номи­нальной нагрузке обычно составляет 3–7 %. При увеличении нагрузки скольжение увеличивается, и двигатель может остановиться.

Вращающий момент М асинхронного двигателя создается благодаря взаимодействию магнитного по­тока поля статора Ф с индуцированным в обмотке ротора током I₂, поэтому величина его пропорцио­нальна произведению I₂Ф. Двигатель будет работать устойчиво с постоян­ной скоростью ротора при равновесии моментов, т. е. тогда, когда вращающий момент М_ер равен тормоз­ному моменту на валу двигателя M _mop:

                                                14. 3

Любой нагрузке машины соответствует опре­деленное число оборотов ротора n₂ и определенное скольжение S.

Обратите внимание, что частота вращения магнитного поля не зависит от режима работы асинхронной машины и ее нагрузки.

При анализе работы асинхронной машины часто используют понятие о скорости вращения магнитного поля ω ₀, которая определяется соотношением:

ω ₀ = (2 π f) / p = π n₀ / 30 [рад/с]                         14. 4     

 

14. 5. Режимы работы трехфазной асинхронной машины

Асинхронная машина может работать в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза.

 

14. 6. Режим двигателя

Этот режим служит для преобразования потребляемой из сети электрической энергии в механическую.

Рис. 14. 10

Пусть обмотка статора создаёт магнитное поле, вращающееся с частотой n₀ в указанном направлении (рис. 14. 10). Это поле будет наводить согласно закону электромагнитной индукции в обмотке ротора ЭДС. Направление ЭДС определяется по правилу правой руки и показано на рисунке (силовые линии должны входить в ладонь, а большой палец нужно направить по направлению движения проводника, т. е. ротора, относительно магнитного поля). В обмотке ротора появится ток, направление которого примем совпадающим с направлением ЭДС. В результате взаимодействия обмотки ротора с током и вращающегося магнитного поля возникает электромагнитная сила F. Направление силы определяется по правилу левой руки (силовые линии должны входить в ладонь, четыре пальца – по направлению тока в обмотке ротора). В данном режиме (рис. 14. 10) электромагнитная сила создаст вращающий момент, под действием которого ротор начнет вращаться с частотой n. Направление вращения ротора совпадает с направлением вращения магнитного поля. Чтобы изменить направление вращения ротора (реверсировать двигатель), нужно изменить направление вращения магнитного поля. Для реверса двигателя нужно изменить порядок чередования фаз подведенного напряжения, т. е. переключить две фазы.

При номинальном режиме работы двигателя скольжение равно:

S_n = (2 ÷ 5) %.                                            14. 5

В режиме холостого хода асинхронного двигателя:

S_хх = (0, 2 ÷ 0, 7) %.                                        14. 6

⇐ Предыдущая45464748495051525354Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: