§2. Принцип действия ад.

Частота n₂ вращения вала ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля машины:

.

Если бы эти частоты равнялись, то поле не пересекало бы проводники ротора, не было бы ЭДС взаимоиндукции, токов и вращающего момента. Т.о. ротор двигателя принципиально не может вращаться синхронно с полем статора, т.е. они вращаются асинхронно.

;

,

где S – скольжение.

Определим в каких пределах изменяется скольжение АД. В начальный момент пуска двигателя, когда его ротор ещё неподвижен ( . А при отсутствии механической нагрузки (на холостом ходу), когда , . У АД:. Скольжение при номинальной нагрузке:.

Зная, что и зная, что магнитное поле вращается относительно ротора с частотой скольжения:, то можно определить частоту токов ротора:

.

Частота не является величиной постоянной, а изменяется прямопропорционально скольжению.Гц.

§3 Холостой ход двигателя при неподвижном роторе.

При разомкнутой обмотке ротора в АД возникает режим х.х. подобный таковому для трансформатора. Схема:

где все величины аналогичны таковым для трансформатора.

При этом первичной является обмотка статора, а вторичной – обмотка ротора.

Т.к. обмотка ротора разомкнута, то она участвует в электромагнитном процессе ().

При этом действующие значения ЭДС:

; (1)

; (1)

,

где и– обмоточные коэффициенты соответствующих обмоток, учитывающие уменьшение ЭДС вследствие пространственного расположения витков обмоток ().

Учитывая, что ротор неподвижен, ВМП пересекает его также как и статор с частотой , а поэтому частота ЭДС в обмотке ротора будет равняться частоте ЭДС статора:

.

Отношение действующего значения ЭДС статора и действующего значения ЭДС неподвижного ротора называется коэффициентом трансформации ЭДС:

.

Как и для трансформатора уравнение электрического состояния обмотки статора имеет вид

,

где – комплексное сопротивление фазы обмотки статора.

Учитывая это, схема замещения и ВД двигателя на х.х. аналогичны таковым для трансформатора (нарисовать самостоятельно).

При этом необходимо отметить, что у АД ток х.х. имеет больше значение, чем у трансформатора той же мощности и может составлять:

,

где – номинальный ток обмотки статора.

Объясняется это тем, что основной магнитный поток дважды пересекает воздушный зазор, имеющий большое магнитное сопротивление. Поэтому для его создания требуется большая, чем в трансформаторе намагничивающая сила.

По закону Ома для магнитной цепи

,

где ,,– магнитное сопротивление соответственно статора, ротора, воздушного зазора;

–общее магнитное сопротивление на пути магнитного потока ;

–число фаз обмотки статора.

При х.х. АД потребляет из сети активную мощность:

где и– магнитные потери в сердечниках статора и ротора;

–электрические потери на нагрев обмотки статора.

Реактивная мощность:

.

По своему характеру ток х.х. является практически реактивным (индуктивным), поэтому коэффициент мощности двигателя на х.х. невысок и равен .

Иначе говоря, реактивная мощность намного превышает активную мощностьна холостом ходу.

.