Для лучшего понимания принципа действия асинхронного двигателя вначале примем, что его вращающееся поле создается путем вращения двух полюсов (постоянных магнитов или электромагнитов), как показано на рис. 3-28.

Рис. 3-28. К пояснению принципа действия асинхронного двигателя.

В проводниках замкнутой обмотки ротора при этом будут наводиться токи. Их направления указаны на рис. 3-28. Они найдены по правилу правой руки, позволяющему определить направление наведенного тока в проводнике, перемещающемся относительно поля. Пользуясь правилом левой руки, найдем направления электромагнитных сил, действующих на ротор и заставляющих его вращаться. Ротор двигателя будет вращаться в направлении вращения поля. Его частота вращения п₂, об/мин, будет меньше частоты вращения поля n₁, об/мин, так как только в этом случае возможны наведение токов в обмотке ротора и возникновение электромагнитных сил и вращающего момента.

Частота вращения поля n₁ называется синхронной частотой вращения.

Скорость поля относительно ротора (n₁ – n₂) называется частотой скольжения, а отношение этой частоты к частоте поля, обозначаемое через s,

          (3-60)

называется скольжением.

Обозначим через М вращающий момент, который нужно приложить к полюсам (рис. 3-28), чтобы вращать их c частотой n₁, об/мин, или с угловой частотой, рад/с,

.          (3-61)

Тогда мощность, необходимая для вращения полюсов,

.        (3-62)

На ротор и полюсы действуют одинаковые электромагнитные силы (действие равно противодействию). Они создают одинаковые вращающие моменты, а так как момент, действующий на полюсы (на рис. 3-28 показан пунктирной стрелкой), равен М, той и на ротор действует момент М. Следовательно, механическая мощность, развиваемая ротором,

,          (3-63)

где угловая частота ротора, рад/с,

.          (3-64)

При работе машины двигателем  < , так как ω₂< ω₁.

Можно считать, что разность мощностей  и  равна только электрическим потерям в обмотке ротора, имеющей m₂ фаз при токе в фазе I₂ и ее активном сопротивлении r₂, так как потерями в стали ротора, как будет показано, можно пренебречь:

.          (3-65)

Мощность Р_эм передается вращающимся полем ротору. Она называется электромагнитной мощностью или мощностью вращающегося поля.

В реальной асинхронной машине, работающей двигателем, электромагнитная мощность Р_эм равна первичной мощности Р₁, подведенной к статору, за вычетом Р_э1 электрических потерь в обмотке статора

          (3-66)

(m₁— число фаз; I₁ — ток в фазе обмотки статора, r₁, — ее активное сопротивление) и потерь в стали статора P_c1, т. е.

,          (3-67)

Механическая мощность на валу двигателя P₂ (полезная мощность) меньше механической мощности , развиваемой ротором. Чтобы получить Р₂, нужно вычесть из  механические потери P_мех на трение в подшипниках и вращающихся частей о воздух, потери Р_с.д в зубцах статора и ротора, вызываемые пульсациями поля в них, и небольшие добавочные потери P_доб, возникающие при нагрузке и вызываемые полями рассеяния статора  и ротора:

.         (3-68)

Вверх

Глава 4