Тема 1.17
Электрические машины переменного тока предназначены для взаимного преобразования механической и электрической энергии.
Механическая энергия в электрическую преобразуется генераторами, а электрическая в механическую - двигателями.
Взаимообратимые машины переменного тока делят на синхронные и асинхронные. При этом на практике чаще использую синхронные генераторы и асинхронные двигатели.
Принцип работы любой электрической машины переменного тока основан на использовании вращающегося магнитного поля.
Вращающееся магнитное поле (ВМП) создают многофазные токи статора.
В пазах статора расположены три катушки, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на 120º. Токи катушек образуют симметричную систему.
Условно за положительное направление тока в катушках принимается направление от начала катушек (
) к их концам (
). Начала катушек обозначены как 
, 
, 
, а концы как 
, 
, 
.
В момент времени 
ток 
равен нулю, ток 
положителен, а ток 
отрицателен. Направление суммарного магнитного потока статора определено по правилу буравчика.
В момент времени 
ток положителен, ток равен нулю, отрицателен.
Результирующее магнитное поле статора повернулось против часовой стрелки. За время одного периода магнитное поле статора поворачивается на 360º.
Частота ВМП статора равна
, где
- частота тока в обмотках, Гц;
- число пар полюсов магнитного поля статора.
.
Если каждая фаза состоит из двух катушек, то шесть катушек статора образуют четыре полюса, а 
.
Изменяя и 
, можно регулировать частоту вращения магнитного поля статора.
При промышленной частоте тока 
:
|
| ||||||
 , об/мин
|
Для изменения направления вращения магнитного поля статора достаточно поменять местами два любых линейных провода из трех, подведенных к статору от сети.
Основными частями асинхронного двигателя являются неподвижный статор и вращающийся ротор.
Статор состоит из корпуса (1), шихтованного сердечника, набранного из отдельных изолированных листов электротехнической стали (2), обмоток из медной проволоки (3).
Ротор состоит из вала (1), сердечника (2) и обмотки (3).
Роторы асинхронных двигателей бывают короткозамкнутыми и фазными (с контактными кольцами).
В короткозамкнутом роторе стержневая алюминиевая обмотка в виде беличьей клетки (2) замкнута торцовыми кольцами (1).
В двигателях средней и малой мощности обмотка заливается расплавленным металлом в пазы сердечника. Двигатели с таким ротором просты и надежны, но не регулируются по скорости вращения и имеют большой пусковой ток
.
Пусковой ток уменьшается понижением напряжения на статоре при временном переключении обмоток статора с треугольника на звезду.
В фазном роторе концы трехфазной обмотки (1) соединены в звезду, а начала выведены к трем контактным кольцам (2).
На кольца наложены щетки, соединяющие обмотку ротора с регулировочным реостатом. Изменением сопротивления реостата облегчается пуск двигателя и регулируется его скорость.
Домашнее задание
Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника, стр. 188-196.