Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 70
Текст из файла (страница 70)
На рис. 14,!О изображены также кривые мгновенных значений токов 1, 1, ) статора, Распределение магнитного поля дано для А' В' С четырех различных моментов т, — 24. На крайнем левом рисунке показано направление токов в проводах обмоток в момент т,, когда ток фазы А имеет амплитудное значение, В соответствии с направлениями токов магнитные линии поля статора в трех местах входят в ро~ор и в трех выходят из него, образуя, таким образом, три пары полюсов ( р = 3) . В некоторый следующий момент гт направления токов, а вместе с ними и распределение магнитного поля статора соответственно изменяются и т. д.
Магнитное поле статора за время одного периода переменного тока поворачивается на одну треть окружности, т. е. на расстояние, соответствующее дуге, занимаемой тремя участками фазных обмоток на статоре, Эта часть окружности статора соответствует двум полюсам (2р) вращающегося магнитного поля статора и называется двойным полюсным делением (2т) . Следовательно, полюсное деление т есть часть дуги окружности статора, соответствующая одному полюсу магнитного поля, т.
е. (14.7) т = яР)(2р), где Р— внутренний диаметр сердечника статора. л ео ы2 Ыет ''Сз ю ~ьч вне. !4.! О 425 Рис. 24.!! За один период Т переменного тока поле поворачивается на двойное полюсное деление (2г), а полный оборот происходит за р периодов. Следовательно, в секунду поле делает 1/! рТ) =//р оборотов, а частота вращения,об/мин, составит и, =/' 60/р.
(14 В) Па рис. 14,11 приведена характеристика распределения индукции В магнитного поля статора вдоль зазора у шестиполюсной машины для моментов времени г, и гз, если отсчет расстояния г вдоль зазора аналогичен показанному на рис. 14.9, а !4,Б, ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ РОТОРА И РАБОЧЕЕ ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Асинхвонного двиглтеля Обмотка короткозамкнутого ротора состоит из А! стержней, Между ЭДС, индуктированными вращающимся мап!итным полем статора в двух соседних стержнях, сдвиг фаз равен 360'р/Х Можно считать, что число фаз короткозамкнутого ротора равно числу стержней, тз = А2, а число витков в каждой фазе из = 1/2.
Аналогично цепь фазного ротора представляет собой трехфазную систему тз = 3 с числом витков юз в каждой фазе. Здесь и в дальнейшем все величины, относящиеся к фазе ротора, будут отмечаться индексом 2, а относящиеся к фазе статора — индексом 1, Примем сначала, что цепь ротора разомкнута, т. е.
ток в ней отсутствует, на ротор не действуют электромагнитные силы и он неподвижен. В этом случае магнитное поле машины представляет собой только вращающееся магнитное поле статора. При неподвижном роторе частота инлуктированной в его обмотке ЭДС равна частоте / токов в цепи статора Если ротор вращать с частотой и вслед за вращающимся полем статора, то частота индуктирован- 426 ной в его обмотке ЭЛС уменьшится. Эту частоту 1т можно определить из выражения (14.8), в котором вместо частоты вращения поля статора и, нужно подставить разность и, — и, так как вращающееся магнитное поле статора пересекает витки обмотки ротора только вследствие того, что частота его вращения и меньше, чем поля статора и,: 1'т = Р(и, — и)/бО.
Если теперь цепь ротора замкнуть, то токи в ней образуют многофазнУю системУ с ичт =Л' фазами в слУчае коРоткоззмкнУтого РотоРа и с шт = 3, т, е. трехфазную в случае фазного рогора. Следовательно, токи в обмотке ротора аналогично токам в обмотке статора должны возбуждать вращающееся магнитное поле. Частоту вращения и отн этого поля относительно ротора можно опрецелить, пользуясь общим выражением частоты впащения многополюсного поля (! 4.8): 77отн Так как сам ротор вращается в том жс направлении с частотой и, то его поле врзщзется в пространстве с частотой и +77=(и,— и)+и=и, т.
е. поле ротора вращается синхронно с полем статора. Таким образом, вращающиеся поля стзтора и ротора по отношению друг к другу остаются неподвижнымн, что является характерным условием полной передачи энергии от статора к ротору. Складываясь, врапцюшиеся магнитные поля статора и роторз образуют рзбочсс вращающееся магнитное поле асинхронного цвищтеля. Рабочее ярапююшее поле в асинхронном двигзтеле служит таким же связующим звеном межцу обмотками статора и ротора, кзк и переменное мзпппнос иоле в мзгнитопроводе трансформатора, передаю7цее энергию от перви пчой ко вторичной обмотке.
В дальнейшем вместо термина рабочее вращающееся магнитное ионе будем пользоваться сокращенным — вращангщееся магнитное поле асинхронного двигателя, Именно это поле необходимо знать для анализа процессов в цепях статора и роторз. Различают несколько характерных режимов рзботы асинхронного двигателя номинальный режим, соответствующий номинальному сколь- женив ротора т =г при номинальном нзпрнжении Ц = 1/ и тоном 1ном ке 1, = 1, питаняцей сети; рабочий режилц при котором напрнженне питавшей сети близко к номинальному значению или равно ему, г7 = 77, з нагрузка двигателя определяешься тормозным моментом ! нем' на валу при скольжении т <г и токе 1, =1; режим нускз цвигзном !н< м' толя в ход, возникающий прн полк:почении напряжения пн~зюгцей сети и неподвижном роторе т .=1.
427 Режим работы всех фзэ сташрз одинаковый. То жс относится и к фазам ротора. Поэтому анализ работы асинхронного двигателя можн> вести для одной фазы, нрслстзвив сс обмотку оцним витком. тя,в, аяттвнвнив эляктяичнского состояния вязы стлтонл лсинхпонного двиглтнля нормальная составляющая индукции врашаю|цегося магнитного поля распределена по синусоидзльнол|у закону вдоль окружности ротора (см. рис. 14,9, б). 1!оэтому потокосцспление витка при вра|нении поля изменяется во времени тоже по синусоидальному закону; Ф = Ф а|о |.)!.
в Это дает возможность воспользоваться для определения действующего значения ЭДС витка статорз выражением трзнсформзгорной ЭДС (8.4в), т. е. !)'„= 4,44!'Ф, однако в отличие от трансформзторз здесь Ф обозначает нс амплитуду, Н а постоянное значение мзгнитного потока вра|ца|ощегося поля, пронизывающего виток. т я )т! Ф =! !' В 5|П вЂ” В = — -В в о )и т ю где 1 — длина ротора; т — на|рина пол|осного деления. При определении ЭДС с,, ннлуктируемой в каждой из фзэных обмо. ток статора, необходимо учесть, что этз ЭДС инлуктируется не переменным магнитным полем, а вращающимся.
Обычно фаэная обмотка статора с числом витков ю, делится на р катушечных групп по и витков, !к каждая иэ которых распределена нз две секции (рис. 14.1, а). Ширина зубцов сердечника статора определяет геометрический центральныи угол между двумя соседними пзэзми; !З = 360 /г; здесь г — число з' ) зубцов сердечника статора, равное числу пазов, Врзшающееся магнитное поле пересекает стороны секций неодновременно, что вызывает сдвиг фаэ между ЭДС соседних секций катушечной группы. Угол а этого сдвига фаэ больше геометрического угла Д в р раэ: а =.
р!З = р Збб',>т (14,9) т. е. повороту 2р-полюсного поля на Збб' соответствует изменение фз. эы индуктируемых ЭДС нз р Збб Угол сдвига фаэ а называется элскгрнч|скнм углом. Он, тзк же как и геометрический угол, нэмсрлстся в грз>(усах ш|и радианах. Иэ-эа сдвига фаэ между ЭДС !. отдельны, сскннй (векторная дизгрзмма на 'с 42з рис. 14.12) действующее значение ЭДС Е!» катушечной группы меньше произведения действующего значения ЭДС одного витка Е, на число витков сс!» катушечной группы: сж Ряс. !4.!2 Е <Еас, Второй причиной уменьшения ЭДС обмотки является часто применяемое укорочеиие и!ига обмотки, т.
е. дуга между двумя сторонами витка принимается несколько меньше полюсного деления т, Это делается лля уменьшения длины лобовых соединений, При таком укорочении виток статора сцепляется не со всем потоком полюса и, следова. тельно, в нем и!шуктируется соответственно меньшая ЭДС. Уменьшение ЭДС из-за сдвига фаз между ЭДС отдельных секций и из-за укорочения шага при расчетах обмоток учитывается введением обмоточного коэффициента 2с < 1.
У асинхронных машин )с = 0,92 —:0,96. Таким образом, ЭДС, индуктируемал вращающимся магнитным полем в каждой фазной обмотке статора, содержащей тс! = и, и витков, Е! = РЕ, = н ! Iс п,Е = 4,442'тс!сс в сФ = и!Ф!, (14 10а) где Ф, = н'!сс и ! Ф / хг 2 (14.10б) — действующее значение потокосцепления вращающегося поля с фаз. ной обмоткой Отметим, что понятия обмоточного коэффициента и электрического угла относятся не только к асинхронным машинам, а ко всем эдектрнческим машинам и устройствам, в которых при работе возникае~ вращающееся магнитное поле в той или иной форме.
В фазной обмотке статора ЭДС индуктируются не только вращающимся магнитным полем, магнитные линии которого сцепляются одно. временно с проводниками статора и ротора, Каждая фазная обмотка статора имеет также погокосиеплепие рассеяния Ф !. Это та часть рас!' магнитных линий, которые замыкаются помимо ротора, На рис. 14.13 фазная обмотка статора условно показана в виде одновитковой секции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
