7. Переменные, характеризующие магнитное поле в воздушном зазоре, создаваемое обмоткой ротора.

Существует две модификации ротора: 1) фазный ротор; 2) короткозамкнутый ротор (применяется чаще).

Конструкция фазного ротора приведена на рис. 2.14. Обмотки фазного ротора аналогична обмотке статора. Для получения синусоидального распределения магнитного поля, созданного обмоткой принимаются аналогичные технические меры: укорачивают шаг обмотки, делают распределение обмотки и скос пазов.

Рис. 2.14. Конструкция фазного ротора.

Конструкция короткозамкнутого ротора представлена на рис. 2.15. Обмотка такого ротора выполнена в виде “беличьей клетки”. Для такой обмотки принимают количество фаз m равным количеству стержней Z.

Рис. 2.15. Конструкция короткозамкнутого ротора.

Угловая скорость вращения ротора относительно В.М.П. определяется по известным угловой скорости вращения ротора и угловой скорости вращения В.М.П. :

, (2.37.)

где s - скольжение, определяющееся как:

, (2.38.)

- угловая скорость скольжения ротора относительно В.М.П. Считаем, что число пар полюсов ротора p_рот равно числу пар полюсов статора p_ст p_рот= p_ст=p. Тогда по аналогии с выражением (2.11.) для определения скорости вращения В.М.П. относительно статора, приняв аналогом , а угловую скорость вращения ротора аналогом частоты сети получаем:

(2.39.)

или с учетом (2.37.) и (2.11.):

. (2.40.)

Как видно из данной формулы частота токов, напряжений и других величин, характеризующих магнитное поле ротора, равна частоте где - частота сети.

Токи ротора приводят к появлению магнитного поля, которое будет вращаться относительно ротора с угловой частотой где - частота токов ротора, р - число пар полюсов. Одновременно, ротор вместе с созданным полем вращается с угловой скоростью . Таким образом относительно статора созданное ротором магнитное поле вращается с угловой частотой:

. (2.41.)

Частота вращения магнитного поля созданного ротором в воздушном зазоре в точности равна частоте вращения поля, создаваемого статором (см. 2.37.):

. (2.42.)

Это выражение имеет силу закона непрерывного электромеханического преобразования энергии: для непрерывного электромеханического преобразования энергии необходимо, чтобы В.М.П. статора и ротора были взаимонеподвижны.

Величины, характеризующие В.М.П. в зазоре машины, созданного ротором:

, (2.43.)

здесь m₂ - число фаз ротора, принимаемое для асинхронных двигателей с фазным ротором равным числу фаз статора, для двигателей с короткозамкнутым ротором равным количеству стержней “беличьей клетки” Z_C; - величина, характеризующая фазовый сдвиг во времени и пространстве между соответствующими величинами статора и ротора.

8. Переменные, характеризующие результирующее магнитное поле в воздушном зазоре.

В действительности в воздушном зазоре не существует отдельных полей, созданных статором и ротором. Существует одно В.М.П., являющееся результатом действия магнитных полей статора и ротора совместно. Все величины, характеризующие данное магнитное поле, определяются алгебраическим сложением соответствующих величин В.М.П. статора и ротора. Такие сложения оказываются возможными благодаря взаимной неподвижности указанных полей.

Электромагнитную связь статора и ротора, обеспечивая электромеханическое преобразование энергии, осуществляет результирующий магнитный поток .Найдем закон его изменения:

. (2.44.)