Робота асинхронних двигунів

Якщо ми підключимо до електромережі трифазного змінного струму обмотку статора асинхронного двигуна то, навколо цієї обмотки з’явитися магнітне поле, яке буде обертається зі швидкістю певною швидкістю. Силові магнітні лінії даного поля будуть перетинати короткозамкненим обмотку ротора (рухома частина асинхронного двигуна) і індукувати в ній ЕРС. Під дією ЕРС в роторі почне текти електричний струм. Взаємодіючи з магнітним полем статора (обертовим поле), утворюється крутний момент, внаслідок якого ротор асинхронного двигуна починає обертатися в сторону обертання магнітного поля зі швидкістю, трохи меншою обертового поля статора.

Якщо допустити, що у ротора буде така ж швидкість обертання, як і у магнітного поля статора, то електричні струми в обмотці ротора перестануть бути. Якщо не буде струмів в обмотці ротора то, звичайно ж, закінчитися взаємодія їх з полем і ротор асинхронного двигуна почне обертатися значно слабкіше магнітного поля. В даному випадку обмотка ротора знову стане перетинатися існуючим обертовим магнітним полем, і на ротор знову буде впливати крутний момент. Тобто, ротор асинхронного двигуна при своєму русі завжди повинен трохи відставати від швидкості обертання поля статора електродвигуна.

Різниця між швидкістю обертання магнітного поля (тобто, синхронна швидкість двигуна) і швидкістю обертання самого ротора асинхронного двигуна буде називатися швидкістю ковзання. Ковзання асинхронного двигуна буде залежати від наявної навантаження електродвигуна. Вона змінюється зовсім незначно (від 1% до 6%). Чим вище потужність асинхронного двигуна, тим менше його ковзання. В роботі асинхронного двигуна ковзання характеризує швидкість перетину магнітних полів і обмоток ротора. З цієї причини зі зміною швидкості асинхронного двигуна змінюється його ковзання і змінюється частота ЕРС і струмів в роторі електродвигуна.

Максимальне значення ЕРС в обмотці ротора з’являється в момент запуску, в той момент, коли ротор асинхронного двигуна нерухомий і магнітний потік поля перетинає короткозамкненим обмотку ротора з найбільшою швидкістю. З цієї причини величина сили струму ротора асинхронного двигуна і струму статора в даний момент часу буде також максимальний. Дуже великий струм пуску у електродвигуна з короткозамкненим ротором, оскільки у нього відсутні струмообмежуючі опорів.

Пускова сила струму у цих асинхронних двигунів може більше номінального значення в 5-7 разів. В даному явищі полягає головний недолік асинхронних електродвигунів мають короткозамкнений ротор. Асинхронні електродвигуни, що мають фазний ротор можуть мати значно менший струм пуску, за рахунок використання пускового реостата. У таких асинхронних двигунів струм пуску більше робочого струму тільки в 2-2,5 рази.

Процеси електромагнітного характеру, що відбуваються при роботі асинхронних двигунів, багато в чому схожі процесам, які відбуваються в електричному трансформаторі. Електродвигун, як і електричний трансформатор, має 2 обмотки, між якими є пряма електромагнітна зв’язок. Завдання первинної обмотки електричного трансформатора в асинхронному двигуні виконує обмотка статора, а завдання вторинної обмотки – обмотка ротора електродвигуна.

При роботі асинхронного двигуна по його обмотках ротора і статора течуть струми, які створюють 2 електромагнітні сили. Взаємним дією даних електромагнітних сил в електричній машині виникає результуючий магнітний потік. Як і в електричному трансформаторі, напруга на обмотках статора балансується майже повністю ЕРС, яка індукована в даній обмотці обертовим електромагнітним полем. Значення магнітного потоку визначається значенням напруги і майже не залежить від навантаження.

При роботі асинхронного двигуна на холостому ходу ковзання досить мало. З посилення навантаження швидкість ротора знижується, а ковзання збільшується. З цієї причини збільшується швидкість перетину крутного магнітного поля з витками обмотки ротора, а це збільшує індуковану в роторі ЕРС і струм. Оскільки результуючий магнітний потік повинен бути незмінним, то збільшення розмагнічуючого струму сприяє збільшенню струму, який споживається обмоткою статора асинхронного двигуна.

Посилання на основну публікацію