Асинхронные машины

Вопросы:

1. Устройство трёхфазного асинхронного двигателя.

2. Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

3. Пуск, регулирование скорости и реверс трёхфазного асинхронного двигателя.

Асинхронные машины могут работать в режиме генератора и электродвигателя. На судах применяют только асинхронные двигатели, а асинхронные генераторы не применяют.

1. Устройство трёхфазного асинхронного двигателя.

Статор – неподвижная часть. В пазы сердечника статора укладывают трёхфазную обмотку. Оси фаз расположены под углом 120⁰ относительно друг друга. Фазы соединяют между собой звездой или треугольником. На внешней стороне корпуса статора находится коробка выводов. Если фазы соединяют внутри статора, то в коробке выводов находятся три вывода от обмотки статора. Если в коробке выводов находятся выводы от начала и концов каждой фазы, то соединение фаз нужно производить в коробке.

С1, С2, С3 – начала фаз; С4, С5, С6 – концы фаз.

Ротор – вращающаяся часть двигателя.

В короткозамкнутом роторе в пазы сердечника укладывают алюминиевые, медные или латунные неизолированные стержни. С торцов стержни соединяют между собой кольцами из тех же материалов, что и стержни. Таким образом получают короткозамкнутую обмотку.

В фазном роторе в пазы сердечника укладывают трёхфазную обмотку. Выводы от фаз обмотки присоединяют к медным кольцам, расположенным на валу двигателя. Через кольца и угольные щётки обмотку ротора соединяют с внешними устройствами (пусковыми и регулировочными реостатами, сопротивлениями, которые предназначеы для изменения характеристик двигателя).

По сравнению с двигателями с фазным ротором короткозамкнутые двигатели имеют более простую конструкцию и более надёжны в эксплуатации. По этим причинам они находят более широке применении на судах.

2. Принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Если обмотку статора присоединить к трёхфазному источнику тока, то в статоре образуется магнитное поле, вращающееся вокруг оси статора. В зависимости от того какая фаза обмотки присоединена к той или иной фазы источника, поле будет вращаться по- или против часовой стрелки. Вращающееся поле пересекает проводники обмотки роторы и наводит в них ЭДС, под действием которых в короткозамкнутой обмотке потечёт ток. Возникнут электромагнитные силы, действующие на проводники обмотки ротора. Силы создадут момент, под действием которого ротор начнёт вращаться. Скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения поля статора, т.к. при равенстве скоростей вращающееся поле не будет пересекать проводники обмотки ротора и электромагнитного момента не будет. Ротор как бы скользит вдоль поля статора.

Относительную разность скоростей поля статора и ротора называют скольжением (s). Скольжение зависит от нагрузки двигателя: чем она больше, том и скольжение больше.

s = (ω₁ – ω)/ ω₁ или s = (n₁-n)/ n₁ 7.8

ω₁; n₁ – угловая скорость и скорость вращения в об/мин магнитного поля статора (синхронная скорость АД);

ω; n – угловая скорость и скорость вращения ротора в об/мин.

7.9

Из формулы 7.8 и 7.9 следует