Будова трифазних асинхронних машин

Асинхронна машина складається з нерухомої частини – статора і рухомої – ротора.

Статор має таку будову. В середині металевого корпусу знаходиться порожній циліндр, виготовлений з листової електротехнічної сталі. В пазах цього циліндра розміщено 3 р однакових котушок, магнітні осі яких зсунуті одна відносно другої на 120 електричних градусів (p – кількість пар полюсів). Виводи обмоток статора С1 і С4, С2 і С5, С3 і С6. Їх з’єднують трикутником або зіркою та вмикають на різні напруги, наприклад 220/380 В.

Ротор складають теж з дисків електротехнічної сталі, які закріплюють на валу. У пазах ротора є стержні короткозамкненої обмотки, або обмотка з окремих котушок. Отже ротор може бути короткозамкнений або фазний. Обмотки фазного ротора з’єднують зіркою, початки яких через контактні кільця та щітки приєднують до затискачів Р1, Р2 і Р3.

6.2. Трифазні асинхронні двигуни

При підключенні обмотки статора до трифазної мережі кожна обмотка фази статора збуджує своє магнітне поле, результуюче магнітне поле трьох обмоток буде незмінне, але воно швидко обертається.

Магнітне поле статора обертається з синхронною кутовою швидкістю

, ,

якій відповідає синхронна частота обертання , .

Якщо промислова частота f =50 Гц та кількість пар полюсів приймає значення р = 1, 2, 3, 4,... отримуємо такі синхронні частоти обертання:

=3000, 1500, 1000, 750,...; .

Магнітне поле статора збуджує у фазах обмоток статора та ротора ЕРС. Оскільки коло ротора замкнено, в його обмотках з’явиться струм, який утворює магнітний потік ротора. Взаємодія магнітних потоків ротора та статора приведе до обертання ротора з кутовою швидкістю . Ротор буде обертатися в тому ж напрямі, що і магнітне поле статора. Якщо машина працює в режимі двигуна, завжди ,тобто ротор якби проковзує відносно магнітного поля статора на величину

,

яку називають ковзанням. Номінальне ковзання для двигунів має невелике значення = 0,02... 0,1.

Задача 6.1

Визначити номінальне ковзання трифазного асинхронного двигуна з номінальною частотою обертання 955 об/хв. ввімкненого в мережу 50 Гц.

Розв’язання

Оскільки об/хв менше синхронної частоти обертання магнітного поля статора на дуже малу величину, визначаємо

об/хв, тоді номінальне ковзання

Пуск

Поперед вмиканням двигуна в мережу визначають схему з’єднання обмоток статора.

На табличці двигуна є данні номінальних напруг U_ном = 127/220 В, 220/380 В або 380/660 В. Тут менше число відповідає з’єднанню обмоток трикутником, більше – зіркою. Вимірюють лінійну напругу мережі дивляться на табличку машини і визначають схему з’єднання, так щоб = .

Асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором невеликої потужності вмикають безпосередньо у трифазну мережу (рис. 6.1 а).

а б

Рис. 6.1. Схеми вмикання трифазних асинхронних двигунів з ротором:

а – короткозамкненим; б – фазним.

В цьому випадку пусковий струм статора, який визначається рівнянням ,

буде більший ніж номінальний = (5... 7) Тут та параметри асинхронного двигуна, які знаходять з досліду короткого замикання.

Асинхронний двигун з фазним ротором під час пуску повинен мати додаткові резистори R_Д, які вмикають в фази ротора (рис. 6.1 б). В цьому випадку пусковий струм визначають рівнянням:

.

Внаслідок цих резисторів пусковий струм зменшують, опори R_Д вибирають так, щоб = (1,2... 2,5) . Окрім зменшення пускового струму буде збільшуватись також пусковий момент двигуна. Коли двигун набере швидкість, струм зменшується. Щоб двигун добре тягнув треба поступово зменшувати опори додаткових резисторів до нуля.