Работа асинхронного двигателя

Работа асинхронного двигателя

Работа асинхронного двигателя под нагрузкой. В рабочем режиме ротор двигателя вращается с числом оборотов в минуту n2, меньшим числа оборотов n1 магнитного поля статора, вращающегося в том же направлении, что и ротор. Поэтому магнитное поле, имеющее большую скорость, скользит относительно ротора с числом оборотов, равным разности чисел оборотов поля и ротора, т. е. ns = n1 – n2 [об/мин]. Относительное отставание ротора от вращающегося магнитного поля статора характеризуется скольжением S. Скольжение представляет собой отношение числа оборотов магнитного поля статора относительно вращающегося ротора к числу оборотов поля статора в пространстве, т. е.
ns n1 – n2
S= ------- = ----------
n1 n1

Эта формула определяет скольжение в относительных единицах. Скольжение может быть также выражено в процентах:
n1 – n2
S% = ------------- x 100.
n1

Если ротор неподвижен (n2=0) , то скольжение равно единице или 100%. Если ротор вращается синхронно с магнитным полем, т.е. с одинаковой скоростью, то скольжение равно нулю. Таким образом, чем больше скорость вращения ротора, тем меньше скольжение. В рабочем режиме асинхронного двигателя скольжение мало. У современных асинхронных двигателей скольжение при полной нагрузке составляет 3-5%, т. е. ротор вращается с числом оборотов, незначительно отличающимся от числа оборотов магнитного поля статора. При холостом ходе, т. е. при отсутствии нагрузки на валу, скольжение ничтожно мало и может быть принято равным нулю.

Вращающий момент асинхронного двигателя создаётся при взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами в проводниках обмотки ротора. Поэтому вращающий момент зависит как от магнитного потока статора Фм , так и от силы тока в обмотке ротора I2. Однако в создании вращающегося момента участвует только активная мощность, потребляемая машиной из сети. Вследствие этого вращающий момент зависит не от силы тока в обмотке ротора I2 а только от его активной составляющей, т.е. I2 cosф2, где ф2 – фазный угол между э.д.с. и током в обмотке ротора.

Таким образом, вращающий момент асинхронного двигателя определяется следующим выражением :

M=CФ м I2cosф2,
Где С – конструктивная постоянная машины, зависящая от числа её полюсов и фаз, числа витков обмотки статора, конструктивного выполнения обмотки и принятой системы единиц.

При условии постоянства приложенного напряжения магнитный поток остаётся также почти постоянным при любом изменении нагрузки двигателя. Вращающийся момент двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, так как пропорциональны напряжению как магнитный поток, так и сила тока в роторе. Поэтому изменение напряжения в сети вызывает значительное изменение вращающего момента.