Принцип утворення обертового магнітного поля

На статорі трифазної машини є три обмотки (фази), які зміщені в просторі відносно один від одного на 120 ел. град. Струми фаз зміщені відносно один від одного в часі на 1/3 періода (120 град):

image002

Щоб зрозуміти принцип утворення обертового магнітного поля в трифазній машині, розглянемо рис.1.1.12, на якому зображені котушки трьох фаз (А, В і С), зміщені в просторі на 120°. Там же представлені графіки струмів трифазної системи.

image018

Рис.1.1.12. Принцип отримання обертового магнітного поля з допомогою трифазного змінного струму

Струм, проходячи по котушці, створює пульсуюче магнітне поле, вісь якого співпадає з віссю котушки, а напрямок і величина визначаються напрямком і величиною струму. Будем вважати, що магнітне коло машини ненасичене і величина магнітної індукції в повітряному проміжку Во пропорційна струмові. Приймемо за позитивний напрямок поля (при позитивному струмі) напрямок від котушки до центру машини, причому поля фаз будемо зображати векторами image006, а результуюче поле вектором image008.

В момент часу t0 струм в фазі А відсутній, тому поле обмоткою А не створюється. В цей же час фази В і С створюють відповідно поля image010 і image012. Результуюче (сумарне) поле в момент часу t0 зображається вектором image013.

Через 1/3 періода струм в фазі В відсутній і в момент часу t1 трифазна обмотка створює магнітне поле, вектор якого image014 виявиться повернутим на 120° відносно свого положення в момент часу t°.

Аналогічно, розглядаючи магнітні поля в моменти часу t2 і t3, можна замітити, що результуюче поле трифазної обмотки, залишаючись постійним за величиною, неперервно змінює свій напрямок.

Величина індукції В0 обертового поля рівна 3/2 від максимальної індукції поля будь-якої з фаз.

Частота обертання поля в просторі залежить від частоти струму і числа полюсів. В даному випадку (2р=2) за один період зміни струму поле робить повний оберт. При частоті змінного струму f1 частота обертання поля n1=f1 або n1=60f1.

Розглядаюче обертове магнітне поле еквівалентне полю двох полюсів магніта, що обертається в просторі з частотою ni.

Як уже говорилось, при визначеній схемі з’єднання провідників обмотки статора, струми, які протікають по цій обмотці, можуть створювати обертове магнітне поле, еквівалентне полю чотирьох, шести і т.д. полюсів магнітів, що обертаються в просторі. В зв’язку з цим асинхронний двигун буде називатися чотирьохполюсним (2р=4; р=2), шестиполюсним і т.д.

За один період змінного струму магнітне поле повертається в просторі на кут, що відповідає двом полюсним поділам — 2t, тобто одній парі полюсів. Таким чином, чим більше полюсів у поля обмотки статора, тим менший просторовий кут поворота магнітного поля за один період змінного струму, а тому, тим менша синхронна частота обертання поля статора, об/хв:

image016 (1.1.2)

При промисловій частоті 50 Гц максимальна синхронна частота обертання, яку може мати поле асинхронного двигуна (при 2р=2), рівна 3000 об/хв.

При великому числі полюсів синхронна частота відповідно менша:

2р………………………………………………………. 2 4 6 8 10 12

n1, об/хв……………………….…………………..3000 1500 1000 750 600 500

При необхідності отримати частоту обертання більше 3000 об/хв можна вико­ристати або двигун постійного струму або асинхронний двигун, який працює від мережі змінного струму підвищеної частоти: 400, 500, 1000 Гц і більше.

Нище приведені значення найбільших синхронних частот обертання (при 2р=2), що відповідають різним частотам змінного струму:

f1,Гц………………. 50 100 200 400 500 1000 2000

n1,об/хв…………3000 6000 12000 24000 30000 60000 120000

Васюра А.С. – книга “Електромашинні елементи та пристрої систем управління і автоматики” частина 2

Оставьте комментарий к статье