Получение вращающегося магнитного поля в статорах трехфазных машин переменного тока
Асинхронные электрические машины
Регулирование скорости электродвигателей постоянного тока
Из уравнения механической характеристики (4)
следует, что частоту вращения двигателя можно регулировать тремя способами:
1) изменением напряжения U, подводимого к зажимам якоря;
2) изменением сопротивления RЯ в цепи якоря;
3) изменением магнитного потока Ф.
Особенностью многофазных токов, как отмечалось ранее, является их способность создавать вращающееся магнитное поле. Рассмотрим процесс получения такого поля на примере трехфазного тока. Аналогичные процессы протекают в статорах синхронных и асинхронных машин.
Представим упрощенно трехфазную обмотку статора в виде трех витков, сдвинутых в пространстве на углы 120°. Обозначим начала витков С1, С2, С3, а концы С4, С5, С6.
Рис. 56
|
|
Подадим в витки статора трехфазный ток. Токи в фазах (обмотках) также сдвинуты между собой на 120°, но во времени.
Рис. 57
|
Определим направление магнитного потока в статоре в моменты времени t=0 и t=t1.
Будем обозначать положительное направление тока в витке «+», а отрицательное «*». Направление токов определяется его значением в данный момент времени (рис. 57).
Направление магнитного потока вокруг витков с током определяется по правилу «буравчика». Результирующее магнитное поле внутри статора складывается из наложения полей от каждого проводника.
Из анализа рисунка можно сделать вывод, что за время равное 1/6 части периода изменения тока магнитное поле в статоре повернулось также на 1/6 часть полного оборота. Проанализировав изменение поля в другие моменты времени легко можно показать, что за один период изменения тока в сети магнитное поле статора совершит один полный оборот. То есть поле в статоре вращается синхронно с частотой изменения тока в сети.
Таким образом, трехфазный ток проходя по трем обмоткам сдвинутым в пространстве на 120° образует синхронно вращающееся магнитное поле. Синхронная частота вращения поля определяется частотой тока в сети:
[об/мин],
где f - частота изменения тока, Гц;
p - число пар полюсов обмотки статора, которое определяется его конструкцией.
Учитывая, что частота тока равна 50 Гц, определим синхронные частоты вращения магнитного поля для различного числа пар полюсов р двигателя:
| р | ||||||
| n1, об/мин |
Т.о. изменяя число пар полюсов р можно дискретно изменять частоту вращения магнитного поля статора. Промышленностью выпускаются многоскоростные двигатели, в которых предусмотрена возможность переключения числа пар полюсов.