Асинхронные машины с короткозамкнутыми роторами

ВВЕДЕНИЕ
Индукционные или асинхронные двигатели широко используются во всех отраслях промышленности. Без сомнения, можно сказать, что это самая используемая электрическая машина в мире. Однофазный индукционный двигатель можно найти в каждом доме в виде потолочных вентиляторов, насосов и т.д. Самое большое преимущество индукционных двигателей является то, что он не требует отдельного питания для ротора.
Индукционные двигатели имеют три фазы обмотки на стекторе, аналогичные тому, что в синхронных машинах. При применении трехфазного напряжения к катушкам статора образуется вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле соединяется с проводниками ротора и индуцированным ЭМП в нем.
Концы обмотки ротора замыкаются короткими замыканиями, так что потоки тока пропорциональны индуцированной ЭМП. Из-за текущего потока, другое магнитное поле вращается в направлении, том же, что и у статора установки. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями генерирует крутящий момент, который имеет тенденцию вращать двигатель в направлении вращающегося магнитного поля статора. Индукционные двигатели являются самостоятельно стартовые двигатели.
Скорость ротора всегда меньше, чем синхронная скорость прикладного напряжения статора. Поэтому эти двигатели известны как асинхронные двигатели. Разница в единице между синхронной скоростью и фактической скоростью ротора известна как скольжение.

Рисунок 1. Асинхронный (индукционный) двигатель

В индукционных двигателях возможны два типа конструкций ротора. Первый фазный ротор, а другой короткозамкнутый ротор. Ротор состоит из слотов для размещения проводников. Фазный ротор состоит из трех фазных обмоток, аналогичных стентатору в этих слотах. Один конец каждой фазы скорочен, чтобы сформировать звездное соединение, а другой конец(ы) доведены до кольца скольжения, прикрепленного к валу.
Углеродные щетки используются для нажатия колец скольжения на внешнюю коробку терминала. Внешнее сопротивление может быть добавлено в ротор, чтобы ограничить стартовый ток.
Роторы короткозамкнутые состоят из твердых прутьев проводящего материала помещенного в слоты ротора. Эти проводники замыкаются на обоих концах. Этот тип роторов не имеет внешних электрических соединений. Также двигатели с короткозамкнутым ротором имеют меньший стартовый крутящий момент, чем фазовый роторов.
Целью данного реферата является изучение асинхронных машин с короткозамкнутыми роторами.
 
1. Конструкция асинхронного электродвигателя
Как уже было сказано, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором - это асинхронный электродвигатель, у которого ротор выполнен с короткозамкнутой обмоткой в виде беличьей клетки [1].
Трехфазный асинхронный электродвигатель, как и любой электродвигатель, состоит из двух основных частей - статора и ротора. Статор - неподвижная часть, ротор - вращающаяся часть. Ротор размещается внутри статора. Между ротором и статором имеется небольшое расстояние, называемое воздушным зазором, обычно 0,5-2 мм.

а
б
Рисунок 2. Статор (а) и ротор (б) асинхронного двигателя

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Сердечник статора собирается из тонколистовой технической стали толщиной обычно 0,5 мм, покрытой изоляционным лаком. Шихтованная конструкция сердечника способствует значительному снижению вихревых токов, возникающих в процессе перемагничивания сердечника вращающимся магнитным полем. Обмотки статора располагаются в пазах сердечника.
Ротор состоит из сердечника с короткозамкнутой обмоткой и вала. Сердечник ротора тоже имеет шихтованную конструкцию. При этом листы