Асинхронные электродвигатели

АСИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

Асинхронные электродвигателиСистема трехфазного переменного тока, позволившая создать устройства для получения вращающегося магнитного потока, вызвала появление наиболее распространенного в данное время электродвигателя, называемого асинхронным. Это название обусловлено тем, что вращающаяся часть машины— ротор всегда вращается со скоростью, не равной скорости магнитного потока, т. е. не синхронно с ним. Изготовляемый на мощности от долей ватта до тысяч киловатт при напряжениях 127, 220, 380, 500, 600, 3 000, 6 000 и 10 000 в этот электродвигатель прост по конструкции надежен в эксплуатации и дешев по сравнению с другими электродвигателями. Он применяется во всех видах работ, где не требуется поддержания постоянной скорости вращения, а также в быту в однофазном исполнении при малой мощности.

В изобретенном в 1889 г, М. О. Доливо-Добровольским трехфазном асинхронном электродвигателе использовано открытое им трехфазное вращающееся магнитное поле.

Рис. 10-1. Суммирование мгновенных значений магнитных потоков трехфазного трансформатора.

Кроме того им созданы трехфазный генератор, трехфазный трансформатор и выполнена первая в мире передача электрической энергии при помощи трехфазного тока, неотъемлемыми звеньями которой и явились перечисленные выше генератор — двигавтель — трансформатор.

ПОЛУЧЕНИЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОТОКА

При рассмотрении трехфазных трансформаторов было показано, что сумма мгновенных значений пульсирующих (переменных) магнитных потоков трех стержней всегда равна нулю. Происходит это потому, что оси трех обмоток АХ, BY, CZ параллельны друг другу, как показано на рис. 10-1. Направление мгновенных токов нанесено для момента времени а диаграммы трехфазного тока (рис. 10-2). Такой же эффект получается, если обмотки расположены по одной, общей оси (рис. 10-3).

Кривые трехфазного тока

Рис. 10-2. Кривые трехфазного тока.

Однако дело существенно меняется, если обмотки расположены в пространстве под углом 120 эл, град, так же как и оси. Такое размещение

обмоток на внутренней поверхности стального цилиндра показано на рис. 10-4. Токи в проводах обмотки нанесены для момента времени а диаграммы на рис. 10-2 и соответствуют показанным на рис.

10-3.

Намагничивающая сила обмотки BY — FВм направлена по оси обмотки by и имеет максимальное значение, так как iв IВм Намагничивающая сила обмотки АХ — FA направлена по оси своей обмотки ах, но равна 0,5 FВм, так как ток iA — 0,5 IВм.

Суммирование магнитных потоков трех обмоток, расположенных на одной оси

Рис. 10-3. Суммирование магнитных потоков трех обмоток, расположенных на одной оси.

Точно так же Fc — 0,5 FВм и направлена по оси сх. Легко видеть, что обмотки при данном расположении создают суммарную н. с:

рассмотреть явление через 1/периода (точка б рис. 10-2), то можно видеть (рис. 10-5), что результирующая н. с., сохранив свое значение, повернулась на 1/6 окружности, т.е. на 60°. Вместе с н. с. трехфазной обмотки вращается и суммарный магнитный поток Ф, созданный ею. При дайной конструкции обмоток поток оказался двухполюсным  (p = 1), что и показано на рис. 10-5.

Легко видеть, что за один период тока магнитный поток сделает один оборот, а за f периодов в секунду или за f60 периодов в минуту двухполюсный поток сделает:

n = ((f60)/p)об/мин.

Суммарный магнитный поток трехфазной обмотки асинхронного двигателяСуммарный магнитный поток двигателя для момента времени

Рис. 10-4. Суммарный магнитный поток трехфазной обмотки асинхронного двигателя. Рис. 10-5. Суммарный магнитный поток двигателя для момента времени б (рис. 10-2).

Если сконструировать обмотки так, чтобы число пар полюсов было больше единицы (р = 2, 3, 4…), то скорость вращения магнитного потока уменьшается во столько раз, во сколько р > 1.

Трехфазный ток, обтекая трехфазную обмотку, создает вращающийся с постоянной скоростью магнитный поток, сохраняющий свою амплитуду в 1V2 раза большую амплитуды потока одной фазы

Ф=1,5Ффазы

В асинхронных электродвигателях трехфазная обмотка располагается в пазах внутренней цилиндрической поверхности неподвижной части машины — статора (рис. 10-6).

 Статор асинхронного двигателя без обмотки

Статор состоит из внешнего стального корпуса 1, в который запрессован стальной сердечник статора 2, имеющий пазы. Сердечник собирается из стальных штампованных листов (рис. 10-7), изолированных друг от друга с обеих сторон специальным лаком. Корпус статора у показанного электродвигателя с внешней стороны обдувается воздухом при помощи вентилятора, и для увеличения охлаждаемой поверхности она выполнена ребристой.

Рис. 10-6. Статор асинхронного двигателя без обмотки.

Благодаря специальному устройству обмоток (рис. 10-12) величины магнитных потоков отдельных фаз и суммарного потока трехфазного распределены в воздушном зазоре статора синусоидально.

Стальной лист статора

Расположение обмотки статора в пазахТак как внутри статора должна помещаться вращающаяся часть — ротор, то лобовые части обмотки, не лежащие в пазах, должны укладываться не так, как показано на рис. 10-4, а на торцовых сторонах сердечника статора (рис. 10-8). 

Рис. 10-8. Стальной лист статора. Рис 10-8. Расположение обмотки статора в пазах.

Кроме того, активные части секций располагаются в пазах не рядом, как на рис. 10-4, а в два слоя (верхний и нижний), подобно обмоткам якоря машины постоянного тока (рис. 8-9). Начала фаз А, В, С смещены в пространстве одно за другим на 120 эл. град (рис. 10-8), а выводы от них помещены в распределительную коробку 3 (рис. 10-6).

 

Статья на тему Асинхронные электродвигатели