11.1. Будова і принцип дії трифазної асинхронної машини

11.1.1. Будова асинхронної машини. Асинхронна машина, як і будь-яка електрична машина, може працювати в режимі двигуна і режимі генератора.


На рис.11.1 показана будова АД. Його основними конструктивними еле­ментами є нерухомий статор і обертовий ротор. Статор складається із ста­нини 1 (рис.11.2), що є одночасно корпусом двигуна, і закріплених у ній магні­топроводу 2 і обмотки 3. Магнітопровід статора, який становить собою основну частину магнітного кола машини, виконаний з шихтованої електротехнічної сталі. На його внутрішній циліндричній поверхні є пази, до яких укладають провідники обмотки статора. До станини кріплять два бічних щити 4 з наскріз­ними центральними отворами для підшипників вала ротора. Ротор АД 5 (рис. 11.2) складається з пакета магнітопроводу і обмотки. Насаджений на вал 6 пакет магнітопроводу має форму циліндра, на зовнішній поверхні якого вико­нані пази, де розміщується обмотка.


Залежно від типу обмотки ротор АД може бути короткозамкненим або фазним. У пази короткозамкнених роторів вкладені мідні стрижні, що з'єдну­ються з торців короткозамкненими кільцями; така обмотка має вигляд «білячої клітки» (рис. 11.3,а). Умовне графічне позначення асинхронного двигуна з ко­роткозамкненим ротором наведене на рис. 11.3,а.

У пази фазного ротора укладають провідники секцій трифазної обмотки, що з'єднується в «зірку» (рис. 11.3,б). Вільні виводи фаз обмотки ротора приєднують до трьох (за кількістю фаз) ізольованих одне від одного контактних кілець. На кі­льця накладені закріплені в щіткоутримачах щітки, за допомогою яких обмотки ротора з'єднується з регулювальним або пусковим реостатом. Умовне графічне позначення асинхронного двигуна з фазним ротором наведене на рис. 11.3,б.

11.1.2. Принцип роботи асинхронної машини заснований на викорис­танні обертового магнітного поля. При підключенні до мережі трифазної обмо­тки статора створюється обертове магнітне поле, кутова швидкість якого ви­значається частотою мережі f і кількістю пар полюсів обмотки p:

Перетинаючи провідники обмотки статора і ротора, це поле відповідно до закону електромагнітної індукції наводить в обмотках ЕРС. При замкненій об­мотці ротора у її колі протікає струм, взаємодія якого з результуючим магніт­ним полем створює електромагнітний момент на валу асинхронної машини. Якщо цей момент перевищує момент опору на валу двигуна, вал починає обер­татися і обертає робочий механізм. Кутову швидкість магнітного поля coJ нази­вають синхронною. Звичайно кутова швидкість ротора co2 не дорівнює кутовій швидкості магнітного поля c j. Звідси і назва двигуна асинхронний, тобто неси-нхронний.

Робота асинхронної машини характеризується ковзанням s, що являє со­бою відносну різницю кутових швидкостей поля ю1 і ротора а>2:

Значення і знак ковзання залежать від кутової швидкості ротора відносно магнітного поля і визначають режим роботи асинхронної машини. Так, у режи­мі ідеального холостого ходу ротор і магнітне поле обертаються з однаковою частотою в одному напрямку, тобто ротор нерухомий відносно обертового маг­нітного поля, і ковзання s дорівнює нулю. ЕРС в обмотці ротора не індукується, струм ротора й електромагнітний момент машини дорівнюють нулю. При пуску АД в перший момент часу ротор нерухомий: co2 = 0, s = 1. Таким чином, ковзан­ня в режимі двигуна змінюється від s = 1 в початковий момент пуску до s = 0 у режимі ідеального холостого ходу.

При обертанні ротора із швидкістю co2 > т1 у напрямку обертання магніт­ного поля ковзання стає від'ємним. Машина переходить у генераторний режим і розвиває гальмовий момент. При обертанні ротора в напрямку, протилежному напрямку обертання магнітного поля (s > 1), асинхронна машина переходить у режим противключення і також розвиває гальмовий момент. Таким чином, за­лежно від ковзання розрізняють режими двигуна (s = 1 ^ 0), генераторний (s = 0 ^ -оо) і противключення (s = 1 ^ +оо). Режими генераторний і противклю-чення використовують для гальмування асинхронних двигунів.

У сучасних АД, залежно від їхнього типу, при номінальному навантажен­ні ковзання становить =

11.1.3. Схеми з'єднання обмоток статора. Початки фазних обмоток по­значаються Cl, C2, C3; кінці - C4, C5, C6. Для включення двигуна до електричної мережі обмотки статора з'єднують в «зірку» або «трикутник». Питання про схему з'єднання вирішують залежно від лінійної напруги мережі і номінальної фазної напруги обмоток статора. Вказівки про це наводять у паспорті двигуна. При схемі з'єднання в «зірку» (рис. 11.4,а) всі три кінці фазних обмоток С4, С5, С6 з'єднують в нульову точку, при схемі з'єднання в «трикутник» (рис. 11.4,б) з'єднують між собою попарно початки й кінці сусідніх фаз: Cl - С6, С2 - С4, С3 -С5. Мережа приєднується в першому випадку до трьох початків обмоток Cl, С2, С3, в другому — до загальних точок Cl - С6, С2 - С4, С3 - С5.

,С1



Рис.11.4 - Схеми з'єднання фазних обмоток АД: а - «зірка»; б - «трикутник»


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я