Лекция 15. Принцип действия асинхронного двигателя

При подключении обмотки статора к сети переменного тока в статоре
практически мгновенно возникает вращающееся магнитное поле.

 

Рис. 14.1. Принцип действия асинхронного двигателя

 

Вращающееся магнитное поле пересекает проводники обмотки ротора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС Е₂. Направление ЭДС Е₂ определяем по правилу правой руки. Так как обмотка ротора короткозамкнутая, в ней возникает ток I₂ (рис. 14.1).

Вывод. В магнитном поле, создаваемом полюсами ВМП, появляются проводники с током I₂. На них по закону Ампера будет действовать сила, направление которой определяется правилом левой руки (см. рис. 12.2). За счет пары сил F₂ возникает вращающий момент М_2П, где М_2П – вращающий момент на валу двигателя при ω = 0.

Если М_2П > М_2С, то ротор придет во вращение, согласно основному закону динамики вращающегося движения

 

М_2П – М_2С = J·ε, (14.1)

 

где М_2С – момент сопротивления, обусловленный наличием рабочего механизма; J – момент инерции, ε – угловое ускорение.

Так как для реального объекта J=const, то из выражения (14.1) следует, что ε > 0.

Вывод. Ротор приходит во вращение в направлении, которое совпадает с направлением вращающегося магнитного поля.

Допустим, что , т. е. скорость ВМП равна скорости ротора, тогда ВМП не пересекает проводники обмотки ротора. Значит Е₂ = 0, I₂ = 0, F₂ = 0, M₂ = 0, т.е. ротор не вращается.

Вывод. Для нормальной работы асинхронного двигателя необходимо выполнение условия . Данное неравенство характеризуется специальной величиной, которая обозначается S и называется скольжением.

. (14.2)

При номинальной нагрузке на валу двигателя S = 10^-2 ÷ 6·10^-2, в режиме холостого хода двигателя (т.е. когда на валу двигателя нет нагрузки: М_2С≈0) S =10^-4 ÷6·10^-5.