Явления связанные с вращением ротора асинхронного двигателя

При рассмотрении этого вопроса увидим, что частота ротора, ЭДС и индуктивное сопротивление с изменением скорости вращения ротора изменяются.

Запишем выражение ЭДС неподвижного ротора.

(2.25)

ЭДС для вращающегося ротора

, (2.26)

где f2 – частота ЭДС ротора

 

, (2.27)

тогда

, (2.28)

т.е. ЭДС для вращающего ротора равна ЭДС неподвижного ротора умноженной на скольжение.

Индуктивное сопротивление неподвижного ротора

, где L2 – индуктивность фазы ротора

Индуктивное сопротивление вращающего ротора

, (2.29)

т.е. индуктивное сопротивление вращающего ротора равно индуктивному сопротивлению неподвижного ротора умноженное на скольжение. Таким образом, видим, что частота, ЭДС и индуктивное сопротивление ротора зависят от скольжения.

Теперь можно записать выражение для тока ротора . Ток ротора будет создавать магнитное поле. Из законов электромеханики следует, что передача энергии от одного звена к другому, для любой электрической машины, возможна лишь тогда, когда магнитные поля вращаются с одинаковой скоростью.

Докажем это для асинхронного двигателя (рис. 2.8):

1) Определим скорость магнитного потока созданного током ротора I2 относительно ротора

 

2) Определим скорость магнитного поля ротора относительно неподвижного статора (точка К)

 

 

Рис 2.8 Упрощенная схема вращения магнитных полей

 

Видим, что поле ротора независимо от скольжения по отношению к неподвижному статору вращается с синхронной скоростью, а поле статора также вращается с синхронной скоростью по отношению к неподвижному статору. Поэтому в пространстве поле статора и ротора неподвижны между собой.

Только при этом условии возможно взаимодействие и передача энергии от статора ротору. Ток ротора создает намагничивающую силу F2, по закону Ленца она направлена против намагничивающей силы статора.

При холостом ходе ток статора равен I0, но по мере нагрузки ЭДС Е2 растет, растет и ток I2, увеличивается F2 и поток ротора, который размагничивает поток статора, что приведет к уменьшению ЭДС Е1, и к увеличению тока статора I1, до такой величины, чтобы скомпенсировать размагничивающий поток ротора и обеспечить постоянство потока. Поэтому уравнение намагничивающих сил асинхронного двигателя будет аналогично трансформаторному .