§ 3.2. Принцип действия асинхронного двигателя

Принцип действия асинхронного двигателя основан на единстве законов электромагнитной индукции и электромагнитных сил.

Его можно объяснить при помощи такой логической цепочки:

Ф → Е → I →F → М → ω

обмотка | обмотка ротора

статора |

Смысл этой цепочки такой.

При включении двигателя в сеть в обмотке статора возникает вращающийся магнитный поток Ф, который пересекает проводники обмотки ротора и индуктирует в каждом из них э.д.с. Е .

Поскольку проводники обмотки ротора при помощи короткозамкнутых колец включены параллельно, в них потечет ток I .

На проводник с током, пересекаемый магнитным потоком Ф, станет действовать электромагнитная сила F ( сила Лоренца ), под действием которой возникнет электро-

маг­нитный момент М , который станет вращать ротор в направлении вращения магнит-

ного потока с определенной скоростью со.

Часто говорят, что магнитный поток обмотки статора «увлекает» за собой ротор.

Как только ротор догонит магнитное поле статора, это поле перестанет пересекать проводники обмотки ротора и индуктировать в них э.д.с. Е .

Поэтому в логической цепочке все параметры, начиная с э.д.с. Е , обратятся в нуль.

Это приведёт к тому, что ротор под действием механических сил, создаваемых ме-

ханизмом и передачей, станет отставать от вращающегося магнитного потока обмотки статора.

Вновь, из-за разности скоростей ротора и магнитного потока, магнитный поток об-

мотки статора станет пересекать обмотку ротору, вновь возникнет ЭДС Е и все осталь-

ные параметры логической цепочки.

Отсюда вытекает основное условие принципа действия асинхронного электродви-

гателя: вращающий момент двигателя образуется только в том случае, когда скорость ротора не равна скорости вращения магнитного поля обмотки статора.

Отсюда происходит название двигателя - «асинхронный», что значит «несинхрон-

ный».

На практике ротор не совершает колебательные движения, подобные описанным выше, а вращается со скоростью, которая меньше скорости вращения магнитного потока обмотки статора.

Например, скорость вращения магнитного потока обмотки статора n = 3000 об/

/мин, а скорость ротора n = 2940 об/мин, из чего следует, что каждую минуту магнитный поток обмотки статора делает 60 «лишних» оборотов по отношению к обмотке ротора.

§ 3.3. Синхронная скорость асинхронного электродвигателя

Синхронной называют скорость ротора асинхронного двигателя n , равную скоро-

cти вращения магнитного поля обмотки статора n ( n = n ).

Cинхронную скорость выражают в единицах частоты вращения «n», об/мин, или угловой частоты «ω», рад/с ( или с ) при помощи таких формул:

n = и ω = .

В обеих формулах:

f = 50 Гц - частота переменного тока;

р - число пар электромпгнитных полюсов обмотки статора электродвигателя.

Составим таблицу со значениями скоростей идеального холостого хода (таблица 1),

для чего используем формулы ( 1 ) и ( 2 ). Таблица1

Синхронные скорости ротора 3-фазного асинхронного двигателя

Число пар полюсов	1	2	3	4	5	6	8
Частота вращения, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500	375
Угловая скорость, с	314	157	104,66	78,5	62,8	52,33	39,25

При необходимости можно рассчитать значения скоростей ротора и при других значениях числа пар полюсов.

Значения синхронных скоростей широко применяют в теории и при решении задач.