МАГНИТНОЕ ПОЛЕ СТАТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Высокий КПД и хорошие характеристики (свойства) асинхронный двигатель имеет тогда, когда наибольший магнитный поток статорной обмотки создается при наименьшем токе в ней, а магнитная индукция в воздушном зазоре между ротором и статором распределяется по закону синуса. Первое условие выполняется путем применения в каждой фазе многовитковых катушек, что позволяет получить необходимое значение намагничивающей силы Iw при сравнительно малом значении тока в каждой фазе. Уменьшение силы тока в статорной обмотке ведет к снижению тепловых потерь в двигателе. Второе условие выполняется путем распределения витков каждой фазы по возможно большему числу пазов. Например, на рисунке 6.3.1 показана схема обмотки, когда каждая фаза (А, В, С) заполняет шесть пазов, т.е. катушка каждой фазы состоит из трех секций, а на рисунке 6.3.2 представлена развертка одной фазы этой обмотки и условно показаны пазы ротора.

Рис. 6.3.1

Рис. 6.3.2

Из рисунка видно, что фаза обмотки состоит из трех секций, а каждая секция имеет три витка. Все витки секции укладываются в один паз, что и показано условно на рисунке. На схеме в пазах кружком показывают сечение не каждого отдельного проводника, а всей секции.

Воспользуемся обмоткой, состоящей из трех одновитковых катушек (рис. 6.3.3,я), и рассмотрим картину магнитного поля статора для произвольного момента /(, который отмечен на графике токов (рис. 6.3.3,б).

Рис. 6.3.3

Примем за положительное направление тока в фазе направление от начала фазы к ее концу. Ток в первой фазе будет положительный и максимальный, а во второй и третьей фазах — отрицательный и меньше максимального. На рисунке 6.3.3,а стрелками отмечены условно-положительные направления токов, а в сечениях обмотки направления токов отмечены значками Ф и О. Большому току соответствует и большая величина значка. Нарисовав линии магнитной индукции вокруг проводников статорной обмотки, нетрудно видеть, что на внутренней поверхности статора возникают два полюса, которые и перемещаются с течением времени по этой поверхности. Однако магнитный поток по окружности статора распределяется неравномерно: плотность силовых линий, например, больше между проводниками 2 и 3 (две линии) и меньше между проводниками 1 и 2 (одна линия), так как это направление охватывается меньшим числом витков обмотки статора. На рисунке 6.3.4 показан график распределения магнитной индукции в воздушном зазоре для рассматриваемого случая. На этом же рисунке по оси абсцисс условно показана развертка сечений проводников статорной обмотки в пределах окружности и в сечениях значками показаны направления токов. Отсчет углов а проводится от вертикальной оси, проходящей через центр первого проводника по направлению движения часовой стрелки.

Каждая силовая линия рассматриваемого магнитного поля проходит по сердечникам ротора и статора и дважды пересекает воздушный зазор. Поскольку магнитное сопротивление стали гораздо

Рис. 6.3.4

меньше магнитного сопротивления воздуха, то им можно пренебречь и считать, что магнитное сопротивление по контуру любой магнитосиловой линии одинаково, ибо одинакова величина воздушного зазора. Поэтому можно допустить, что магнитная индукция между проводниками одинакова по величине и скачком изменяется при переходе каждого проводника статорной обмотки. График магнитной индукции (рис. 6.3.4), конечно, слишком далек от синусоидальной формы. Если же каждую фазу обмотки расположить в шести пазах, то распределение магнитной индукции в воздушном зазоре приблизится к синусоидальному, что показано на рисунке 6.3.5.

Рис. 6.3.5

Чем больше пазов, тем в большей степени график магнитной индукции будет приближаться к синусоидальной форме. Поэтому можно считать, что при большем числе пазов на каждую фазу магнитная индукция в воздушном зазоре практически распределяется

по закону синуса: В = Втю sina . Магнитный поток статорной обмотки, замыкающийся через сердечник ротора, называется главным магнитным потоком. Но в асинхронном двигателе, так же как и в трансформаторе, существуют потоки рассеяния. Силовые линии потока рассеяния Ф, статора замыкаются вокруг проводников статорной обмотки (в основном по немагнитным материалам: изоляции и воздуху) и не проходят через сердечник ротора (см. рис. 6.3.6.).

Рис. 6.3.6

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >