§ 1.6. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ЭДС И ТОКИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Магнитный поток асинхронного двигателя состоит из двух основных потоков: потока создаваемого током статора, и потока создаваемого током ротора (рис. 5-11):

Оба потока частично замыкаются вокруг витков (через воздух), минуя сталь статора и ротора и создавая потоки рассеяния Последние наводят в этих обмотках ЭДС рассеяния и Рабочий поток Ф наводит в обмотках статора и ротора ЭДС соответственно и .

Запишем уравнение электрического равновесия для статорной цепи в векторной форме:

т. е. напряжение сети уравновешивается ЭДС самоиндукции и падением напряжения на сопротивлении обмотки.

Так как полное сопротивление обмотки

то

и уравнение электрического равновесия (5.11) можно переписать:

Поскольку падение напряжения на обмотке статора невелико, то можно считать, что Тогда магнитный поток Ф асинхронной машины, пропорциональный ЭДС самоиндукции можно считать практически постоянным и не зависящим от нагрузки

Этот поток Ф можно выразить через ток холостого хода двигателя

где — намагничивающая сила, — магнитное сопротивление цепи. Так как потоки имеют одинаковую скорость, то

отсюда

т. е. ток статорной цепи равен геометрической сумме тока холостого хода и приведенного тока ротора, взятого с обратным знаком. Из-за большого магнитного сопротивления цепи с двумя воздушными зазорами ток холостого хода асинхронного двигателя значителен и является в основном реактивным током.

Скорость вращения магнитного поля статора (синхронная скорость) определяется, как известно, частотой тока сети и числом пар полюсов обмотки :

откуда

Для ротора, вращающегося относительно поля статора со скоростью имеем:

Но тогда

Отсюда следует, что частота тока в роторе отлична от частоты питающего тока и зависит от скольжения s. При пуске двигателя: Гц; на холостом ходу: при частота тока в роторе Гц. Сопротивление роторной

обмотки резко изменяется с изменением скорости вращения ротора:

Обозначив получим:

Пропорциональной скольжению s оказывается и ЭДС в цепи ротора. Обозначив ЭДС в обмотке ротора в момент пуска можно записать:

Используя полученные выше соотношения, можно представить значение тока ротора:

т. е. ток в обмотке ротора зависит от скольжения.

Учитывая, что токи статора и ротора связаны между собой уравнением (5.16), можно сделать вывод: ток статора также зависит от скольжения и имеет максимальное значение в момент пуска. По этой причине у короткозамкнутых двигателей пусковой ток в 5—7 раз больше номинального, что затрудняет их включение в маломощные сети.

От скольжения зависит и коэффициент мощности цепи ротора двигателя