7.2. Принцип действия ад
На статорную обмотку АД подается 3-х-фазное напряжение. Под действием этого напряжения по обмоткам потекут токи, сдвинутые по фазе на 120.
iA=Im∙sinωt => ФA |
iB= Im∙sin(ωt - 120) => ФB | ФРЕЗ
iC= Im∙sin(ωt - 240) => ФC |
Эти токи возбуждают соответствующие магнитные потоки, к-ые замыкаются в объеме статора. Полученные потоки складываются. Результирующий маг.поток будет вращаться в объеме статора с некоторой постоянной скоростью.
Направление вращения определяется порядком чередования фаз на статорных обмотках.
n1=60∙f [об/мин], где
n1- частота вращения(синхронная частота);
f - частота питающего напряжения.
При подключении в сеть – промышленная частота 3000 об/мин.
С такой частотой вращается поле, если магнитная система имеет одну пару магнитных полюсов. Можно создать и многополюсное маг.поле. В многополюсном поле n1=60f/p , где p – число пар полюсов магнитной системы.
Вращающееся магнитное поле пересекает витки роторной обмотки. В соответствии с законом эл-маг.индукции в обмотке ротора индуцируется ЭДС. Т.к. обмотка ротора – замкнутая цепь, то под действием ЭДС по обмотке потечет ток. Известно, что на проводник с током действует эл-маг.сила в магнитном поле. Эта сила и заставит вращаться ротор вслед за полем статора. Ротор никогда не сможет вращаться с той же скоростью, что и поле, т.к. при равенстве скоростей ЭДС в обмотке ротора не индуцировалось бы, ток не возникал бы и эл-маг.сила не присутствовала бы.
n2<n1 (ротор < маг.поле), т.е. ротор вращается не синхронно (асинхронно) с полем статора. Относительная степень отставания ротора от поля статора характеризуется величиной скольжения S/
S=(n1-n2)/n1*100%
Для серийных двигателей нормального исполнения скольжение составляет 2-7%.
7.3.1 Принцип саморегулирования.
При вращении ротора с постоянной скоростью выполняется условие
МВР=МТ, где МВР – вращающий момент, создаваемы эл-маг. Силой;
МТ – тормозящий момент, создаваемый силами сопротивления. Это условие выполняется в двигателе автоматически. Это свойство и называется принципом саморегулирования.
Рассмотрим свойство:
Допустим МВР=МТ выполняется и ротор вращается с =const. Пусть МТ увеличивается. В этом случае n2<, скольжение S>. Ротор будет сильней отставать от маг.поля. Это приведет к > ЭДС, индуцированной в обмотке ротора, что приведет к > тока в обмотке ротора. Увеличение тока вызовет > эл-маг.силы, а значит и к увеличению МВР. Равенство вновь восстановится, но уже при большем значении S и меньшем n2.
Зависимость момента от скольжения выражается графически:
2
Т.2 соответствует пуску двигателя (n2=0;S=1). Развиваемый двигателем момент называют пусковым. Если МП>МТ , то ротор начнет раскручиваться в соответствии с участком 2-1 характеристики. 2-1 – участок пуска.
После переходит на рабочую ветвь характеристики 0-1 и останавливается в точке, где МВР=МТ (т.С). Именно на участке 0-1 имеет место саморегулирование момента. Максимум характеристики соответствует момент, называемый критическим. Скольжение S тоже критическое. Саморегулирование осуществляется до тех пор, пока МТ<МКР. Если МТ превысит МКР, то с рабочего участка 0-1 перейдем на участок 1-2, где >S приведет к <МВР. В этом случае ротор остановится (двигатель опрокидывается).