11. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

Асинхронная машина – это машина переменного тока, у которой в установившемся режиме магнитное поле, участвующее в основном процессе преобразования энергии, и ротор вращаются с разными угловыми скоростями.

1. Пакет статора выполняется из листов электротехнической стали d=0.5-0.35мм.

2. Пазы с многофазной обмоткой статора (m=3) для промышленности, для двигателей специальных устройств(m=2), есть двигатели с большим числом фаз (для создания ВМП обмотка выполняется укороченной, распределенной, но без скоса пазов).

3. Корпус - для установки и крепления машины к рабочему механизму (в основном на лапах с фланцевым креплением).

4. Вал, - на который крепится ротор

5. Пакет ротора (выполняется из электротехнической стали, сталь шихтуется).

6. Обмотка ротора (Между статором и ротором воздушный зазор как можно меньший, для улучшения магнитной связи.)

Принцип действия:U1» i1»Ф1» е12» i2»Ф2»F2»М. Подается напряжение U1» по обмотке статора протекает ток i1» создает магнитный поток Ф1» сцепляясь с катушкой ротора, наводит ЭДС е12» по обмотке ротора протекает ток i2» » создает магнитный поток Ф2» на проводник с током действует сила F2» образуется момент М.

1. Закон электромагнитной индукции: Е=-dФ/dt

2. Закон Ампера Fa=B*I*L*sinα

Создание ВМП.В статоре, катушки сдвинуты в пространстве на 120° и запитаны системой токов Ia=Ia*sin(wt), Ib=Ib*sin(wt+120), Ic=Ic*sin(wt-120).Условие создания ВМП:

1. должно быть не менее двух токов (причем токи должны быть сдвинуты во времени между собой)

2. оси катушек должны быть сдвинуты между собой в пространстве

n ₁ - частота вращения магнитного поля f – частота напряжения сети, p – число пар полюсов в машине. При промышленной частоте f = 50 Гц частота вращения магнитного поля определяется как n₁ = 3000/р.

S - cскольжение – это относительная разность частот вращения или угловых скоростей магнитного поля и ротора, n_{2 –} частота вращения ротора, и - угловые скорости вращения магнитного поля и ротора.Допущения: магнитное поле, создаваемое обмоткой статора - чисто синусоидальное.Емкостным эффектом пренебрегаем, то ток - индуктивный, т.е. момент в АД создается только активной составляющей тока.

12. Схемы замещения асинхронного двигателя.

Уравнениям напряжения и токов соответствует схема замещения АД.

Рис. 1. Рис.2.

r₁ – отражает электрические потери в первичной обмотке ω₁, r₂ – отражает электрические потери во вторичной обмотке ω₂

r_м – отражает потери в стали , х₁ – отражает потери рассеяния магнитного поля ω₁, х₂ – отражает потери рассеяния магнитного поля ω₂

х_м – сопротивление взаимной индукции. На рис.1 изображена Т-образная схема замещения. Магнитная связь обмоток статора и ротора в АД заменена электрической связью цепей статора и ротора. Активное сопротивление R2’(1-S)/S можно рассматривать как внешнее сопротивление, включенное в обмотку неподвижного ротора. В этом случае АД аналогичен трансформатору, работающему на активную нагрузку. Сопротивление R2’(1-S)/S- единственный переменный параметр схемы. Значение этого сопротивления определяется скольжением, а, следовательно, нагрузкой на валу. Более удобна для практического применения Г-образная схема (рис.2), у которой намагничивающий контур(Zm=Rm+jXm) вынесен на входные зажимы. Чтобы не изменился намагничивающий ток, в контур последовательно включают сопротивления обмотки статора R1 и Х1. Полученная схема удобна тем, что состоит из двух параллельно соединенных контуров: намагничивающего с током Io и рабочего с током I2’. Расчет параметров рабочего контура схемы замещения требует уточнения, что достигается введением в расчетные формулы коэффициента С1, представляющего собой отношение напряжения сети U1к ЭДС статора Е1 при идеальном холостом ходе (S=0).