Асинхронные двигатели с массивным ротором

Ротор этого двигателя представляет собой сплошной ферромагнитный цилиндр. Такой ротор играет одновременно роли магнитопровода и токопровода. Вращающееся магнитное поле проникает на определенную глубину в тело ротора и индуктирует в нем вихревые токи. Эти токи при взаимодействии с магнитным полем образуют электромагнитный момент. Вследствие сильно выраженного поверхностного эффекта вихревые токи протекают в сравнительно тонком слое на глубине проникновения электромагнитного поля в тело ротора. Эквивалентная глубина проникновения зависит от частоты перемагничивания ротора. Для двигателя, рассчитанного на частоту 50 Гц, эквивалентная глубина проникновения при пуске (5=1) составляет только 1—3 мм, в рабочем режиме при s = 0,05 — примерно 5—15 мм. Вообще в линейном приближении глубина проникновения изменяется обратно пропорционально +fs. Это приводит к соответствующему изменению сечения слоя, по которому протекают вихревые токи, активного сопротивления массивного ротора.

В результате такого проявления с массивным ротором поверхностного эффекта пусковой момент в двигателе с массивным ротором достаточно велик, и он уступает двигателю с короткозамкнутой обмоткой на роторе только по своим рабочим свойствам — КПД и коэффициенту мощности. Объясняется это тем, что в номинальном режиме при скольжении s = 0,1 -5-0,5 глубина проникновения тока и потока в тело ротора еще достаточно мала, а электрическое сопротивление для тока и магнитное сопротивление для потока велики, вследствие чего двигатель имеет большие электрические потери в роторе и большой намагничивающий ток.

Поскольку магнитный поток замыкается по стенкам полого магнитного ротора, в двигателе с таким ротором нет необходимости во внутреннем статоре. Этим он выгодно отличается от двигателя с полым немагнитным ротором. Однако из-за довольно низких КПД и cos ф, а также других недостатков двигатели с полым магнитным ротором имеют ограниченное распространение.

12. Создание вращающегося магнитного поля трехфазной обмоткой.

На стальное кольцо намотаем три катушки, сдвинутые одна относительно другой на 120°. Внутри стального кольца поместим стальной цилиндр. Пропустим по катушкам трехфазный переменный ток (фиг. 195). Будем считать положительным направление тока, когда он течет от начала к концу катушек, а отрицательным направление тока, когда он течет от конца к началу катушек.

На фиг. 196 даны кривые изменения трехфазного переменного тока. Разберем положение а. Кривые показывают, что в это время ток первой фазы i₁ равен нулю. Ток третьей фазы i₃ имеет положительное значение, а ток второй фазы i₂ — отрицательное значение.
На фиг. 195 для положения а показаны направления токов в катушках каждой фазы. Направление магнитного поля, создаваемого каждой катушкой, определяется при помощи «правила буравчика». Направление результирующего магнитного поля показано вектором Ф.
Рассматривая различные положения от а до е, соответственно отмеченные на фиг. 195 и 196, находя направления токов каждой фазы и строя результирующий магнитный поток, видим, что вектор Ф по величине не меняется, но положение его в пространстве различно: он вращается. Таким образом, внутри кольца будет создано вращающееся магнитное поле.
Направление вращения магнитного поля зависит от порядка чередования фаз (/, //, ///). Меняя последовательность фаз, можно изменять направление вращения поля. Для этой цели практически достаточно поменять местами два любых фазных провода, идущих к обмоткам.