23. Уравнение ад при вращающемся роторе.

Вращающийся поток, создаваемый током обмотки статора, индуктирует в проводниках обмотки ротора э. д. с. Если обмотка ротора замкнута, проходящий по ней ток взаимодействует с магнитным полем машины, вследствие чего возникает электромагнитная силаf_a, стремящаяся повернуть ротор и статор в противоположные направления.

Определим направление действия электромагнитной силы. На рис. 4.32, а линиями магнитной индукции условно показан поток, создаваемый обмоткой статора. Направление вращения потока показано стрелкой п. При вращении магнитный поток пересекает проводники обмотки ротора и наводит в них э. д. с. Обмотка ротора замкнута, поэтому э. д. с. вызывает ток (рис. 4.32, б). Пользуясь правилом левой руки, определяем, что электромагнитная сила f_a направлена в сторону вращения потока статора (рис. 4.32, а и в). Если момент сопротивления меньше момента вращения, то ротор начинает вращаться (магнитный поток как бы увлекает за собой ротор).

Магнитный поток проходит в основном по стальным зубцам. Поэтому электромагнитные силы, поворачивающие ротор, действуют не непосредственно на проводники обмотки, а на зубцы ротора.

24. Схема замещения и векторная диаграмма в двигат.Режиме ам.

В двигательном режиме разница частот вращения ротора и поля статора в большинстве случаев невелика и составляет лишь несколько процентов. Поэтому частоту вращения ротора оценивают не в абсолютных единицах (об/мин или об/с), а в относительных, вводя понятие скольжения:s = (пс - п)/пс,где пс — частота вращения поля (синхронная частота вращения); п — частота вращения ротора.Скольжение выражается либо в относительных единицах (s = = 0,02; 0,025 и т. п.), либо в процентах (s - 2 %; 2,5 % и т. п.).Частота тока и ЭДС, наводимая в проводниках обмотки ротора, зависят от частоты тока и ЭДС обмотки статора и от скольжения:f2 - f1s;  Е'2 - E1s,где Е1— ЭДС обмотки статора; Е'2 — ЭДС обмотки ротора, приведенная к числу витков обмотки статора.Рис. 2.1. Механическая характеристика  асинхронной машины

Теоретически асинхронная машина может работать в диапазоне изменения скольжения s = -∞...+∞ (рис. 2.1), но не при s = 0, так как в этом случае п - пс и проводники обмотки ротора неподвижны относительно поля статора, ЭДС и ток в обмотке равны нулю и момент отсутствует. В зависимости от практически возможных скольжений различают несколько режимов работы асинхронных машин (рис. 2.1): генераторный режим при s < 0, двигательный при 0 < s < 1, трансформаторный при s = 1 и тормозной при s > 1. В генераторном режиме ротор машины вращается в ту же сторону, что и поле статора, но с большей частотой. В двигательном — направления вращения поля статора и ротора совпадают, но ротор вращается медленнее поля статора: п = пс(1 - s).

2 5. Режим генератора ам.

Генераторный режим (— оо< s < 0). Для осуществления генераторного режима работы асинхронной машины ее нужно включить в сеть переменного тока и вращать с помощью соответствующего приводного двигателя (машина постоянного тока, тепловой или гидравлический двигатель) в сторону вращения магнитного поля со скоростью п, превышающей синхронную скорость п_х. Скольжение машины при этом, отрицательно. Теоретически скорость пв генераторном режиме может изменяться в пределах п₁<п <оо, чему соответствует изменение скольжения в пределах 0 > s > — оо. В действительности высокие скорости вращения недопустимы по условиям механической прочности, а по условиям ограничения потерь и нагревания и сохранения высокого к. п. д. в генераторном режиме возможны абсолютные значения скольжения такого же порядка, как и в двигательном режиме. В генераторном режиме s < 0 и, согласно выражению (24-85), по-прежнему /_2г>0, а величина 1_2аменяет знак, т. е. становится отрицательной и меняет свою фазу на 180°. Физически это объясняется тем, что поле вращается относительно ротора по сравнению с двигательным режимом в обратную сторону, вследствие чего изменяются знаки э. д. с. Е_2S и активной составляющей тока /₂. В результате изменяется также знак вращающего момента, т. е. последний действует против направления вращения и становится тормозящим. На основании изложенного на рис., б построена векторная диаграмма асинхронного генератора. Вектор первичного тока, вследствие поворота I₂ почти на 180° также поворачивается в сторону вращения часовой стрелки. При этом > 90° и т. е. активные составляющие первичного тока и первичной мощности изменяют знак. Это означает, что машина уже не потребляет,, как в режиме двигателя, а отдает в сеть активную мощность и активный ток, т. е. работает в режиме генератора и преобразует потребляемую с вала механическую энергию в электрическую.