Выпрямители переменного тока

Асинхронная машина при неподвижном роторе

Если к обмотке статора подвести напряжение сети U1, а обмотку ротора разомкнуть (например, в машине с фазным ротором с помощью подъема щёток), то за счет U1 в обмотке статора будет ток холостого хода I0, который создает вращающееся магнитное поле, часть которого Ф сцепляется с обеими обмотками, а часть Фσ1 – только с обмоткой статора. Поток Ф называется так же, как и в трансформаторе, основным потоком, поток Фσ1 – потоком рассеяния. Первый наводит ЭДС E1 и E2 в обмотках статора и ротора, второй – ЭДС рассеяния E σ1 = –jI0x1 только в обмотке статора.

Взаимозависимость между подведенным напряжением U1 и ЭДС определяется так же, как и в трансформаторе, а именно:

U1 = –E1 + I0z1 , (6.4)

 

где

U1

фазное напряжение источника питания;

E1

фазная ЭДС статорной обмотки;

z1 = r1 + jx1

комплекс полного сопротивления фазной обмотки статора.

В рассматриваемых условиях асинхронная машина представляет собой статический трансформатор при холостом ходе. Но при этом нужно учитывать, что асинхронная машина на пути вращающегося потока имеет двойной воздушный зазор и поэтому её ток I0 гораздо больше, чем в трансформаторах, что и отмечалось уже ранее.

В уравнении (6.4) величина I0 z1 мала, в зависимости от мощности составляет 2–8 % от напряжения U1, поэтому можно считать, что

.  (6.5)

ЭДС, наводимые основным потоком Ф в обмотках, будут:

 

;

, (6.6)

где

f1

частота тока сети;

w1, w2

числа число витков фазных обмоток статора и ротора;

kоб1, kоб2

обмоточные коэффициенты соответствующих обмоток;

Фm

амплитудное значение основного магнитного потока.

Если считать, что f 1= const, то в асинхронной машине E1≡ Фm. Сопоставляя эту зависимость с выражением (6.5), видим, что основной магнитный поток статора, как и в трансформаторе, определяется главным образом приложенным напряжением. В дальнейшем этот вывод распространяется и на режимы работы машины под нагрузкой вплоть до номинальной.

Отношение  называется коэффициентом трансформации ЭДС.

Так как при разомкнутой обмотке ротора n = 0, то мощность P0, подводимая к машине из сети, идет только на покрытие потерь, а именно:

а) потерь в меди статора , (3 – число фаз, Iоф – фазный ток холостого хода);

б) потери в стали статора ∆PСТ1;

в) потери в стали ротора ∆PСТ2.

Следовательно, .

Если роторную обмотку машины замкнуть, а сам ротор затормозить, то машина будет работать в режиме короткого замыкания. Относительное значение напряжения короткого замыкания, при котором I1К = I1Н у неё больше, чем у трансформатора из-за больших магнитных потоков рассеяния.

Основные свойства и характеристики магнитного поля. Закон Ампера. Индуктивность: собственная и взаимная. Магнитная проницаемость: абсолютная и относительная. Магнитные свойства вещества. Намагничивание ферромагнетика. Гистерезис. Электромагнитная индукция. ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции. ЭДС в проводнике, движущимся в магнитном поле.
Определение магнитодвижущей силы