Трансформаторы и электрические машины
Подождите немного. Документ загружается.
41
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
è âòîðè÷íàÿ îáìîòêè. Íà ðèñ. 1.16,à ïðèâåäåíà ñõåìà âêëþ÷åíèÿ, à íà
ðèñ. 1.16,á óñëîâíîå ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå òðàíñôîðìàòîðà òîêà.
Òðàíñôîðìàòîð òîêà âûïîëíÿþò êàê ïîâûøàþùèé òðàíñôîðìàòîð, èëè
êàê ïðîõîäíîé òðàíñôîðìàòîð (
2
wk =
;
1
1
=w
), ïåðâè÷íàÿ îáìîòêà
êîòîðîãî ïðîâîä, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç îêíî ìàãíèòîïðîâîäà.
Ïåðâè÷íóþ îáìîòêó òðàíñôîðìàòîðà òîêà âêëþ÷àþò â ýëåêòðè÷åñêóþ
öåïü ïîñëåäîâàòåëüíî ñ èçìåðÿåìûì îáúåêòîì, à âî âòîðè÷íóþ îáìîòêó
ïîñëåäîâàòåëüíî àìïåðìåòð è òîêîâûå öåïè äðóãèõ èçìåðèòåëüíûõ
ïðèáîðîâ. Ïðîìûøëåííîñòü âûïóñêàåò òðàíñôîðìàòîðû òîêà íà òîêè
ïåðâè÷íûõ îáìîòîê â äåñÿòêè-òûñÿ÷è àìïåð. Ïåðâè÷íîå íàïðÿæåíèå U
i
ýòèõ òðàíñôîðìàòîðîâ êîëåáëåòñÿ îò äåñÿòêîâ äî ñîòåí ìèëëèâîëüò.
ÝÄÑ , íàâîäèìàÿ âî âòîðè÷íîé îáìîòêå òðàíñôîðìàòîðà òîêà,
ñîñòàâëÿåò îáû÷íî íå áîëåå 10 Â, ÷åìó ñîîòâåòñòâóåò íåáîëüøîé
ìàãíèòíûé ïîòîê â ìàãíèòîïðîâîäå, ñîçäàâàåìûé ÌÄÑ, à òàêæå
íåáîëüøîé òîê õîëîñòîãî õîäà I
0
. Òàê êàê ñîïðîòèâëåíèÿ èçìåðèòåëüíûõ
ïðèáîðîâ, ïîäêëþ÷àåìûõ ê âòîðè÷íîé îáìîòêå, îáû÷íî î÷åíü ìàëû, òî
òðàíñôîðìàòîðû òîêà ðàáîòàþò â ðåæèìå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, ìîäóëü
ïåðâè÷íîãî òîêà îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì
.
221
kIII =
′
=
(1.84)
Òàêèì îáðàçîì, îïðåäåëèâ ïî ïîêàçàíèþ àìïåðìåòðà òîê I
2
è çíàÿ
Ðèñ. 1.16
42
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
ïàñïîðòíûå äàííûå òðàíñôîðìàòîðà (çíà÷åíèå k), íàõîäÿò òîê I
1
,
ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ïî òîêó (%) îïðåäåëÿåòñÿ êàê:
()
.100
1
12
⋅
−
=∆
I
IkI
i
(1.85)
Äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèé íåîáõîäèìî óìåíüøàòü
I
0
, ïðèìåíÿÿ òå æå ìåòîäû, ÷òî è â òðàíñôîðìàòîðàõ íàïðÿæåíèÿ.
2. ÀÑÈÍÕÐÎÍÍÛÅ ÌÀØÈÍÛ
Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû ýòî ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèå óñòðîéñòâà,
êîòîðûå ïðåîáðàçóþò ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ â ýëåêòðè÷åñêóþ èëè
ýëåêòðè÷åñêóþ â ìåõàíè÷åñêóþ. Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû, ïðåîáðàçóþ-
ùèå ìåõàíè÷åñêóþ ýíåðãèþ â ýëåêòðè÷åñêóþ, íàçûâàþòñÿ ýëåêòðîìàøèí-
íûìè ãåíåðàòîðàìè. Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû, ïðåîáðàçóþùèå
ýëåêòðè÷åñêóþ ýíåðãèþ â ìåõàíè÷åñêóþ, íàçûâàþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèìè
äâèãàòåëÿìè. Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû îáëàäàþò ñâîéñòâîì îáðàòèìîñòè,
ò.å. îäíà è òà æå ýëåêòðè÷åñêàÿ ìàøèíà ìîæåò ðàáîòàòü êàê â ðåæèìå
ãåíåðàòîðà, òàê è â ðåæèìå äâèãàòåëÿ.
2.1. Âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå
Ëþáàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ìàøèíà ñîñòîèò èç äâóõ îñíîâíûõ ÷àñòåé:
ñòàòîðà (íåïîäâèæíàÿ ÷àñòü àñèíõðîííîé ýëåêòðè÷åñêîé ìàøèíû,
îáðàçîâàííàÿ ñåðäå÷íèêîì ñòàòîðà è îáìîòêîé) è ðîòîðà (ïîäâèæíàÿ
(âðàùàþùàÿñÿ) ÷àñòü àñèíõðîííîé ýëåêòðè÷åñêîé ìàøèíû, ñîñòîÿùàÿ
èç âàëà, ñåðäå÷íèêà ðîòîðà, îáìîòêè ðîòîðà, ïîäøèïíèêà). Òðåõôàçíûå
àñèíõðîííûå è ñèíõðîííûå äâèãàòåëè èìåþò íà ñòàòîðå òðè ôàçíûå
îáìîòêè, ïî êîòîðûì ïðîõîäÿò òîêè, ïîñòóïàþùèå èç òðåõôàçíîé ñåòè.
Ýòè òîêè, ïðîõîäÿ ïî îáìîòêàì ñòàòîðà, âîçáóæäàþò â äâèãàòåëå âðà-
ùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå.
Íà ëþáîå ýëåêòðîïðîâîäÿùåå òåëî èëè ìàãíèò, ïîìåùåííûé â òàêîå
ïîëå, äåéñòâóåò âðàùàþùèé ìîìåíò. Ýòî è ïîëîæåíî â îñíîâó ïðèí-
öèïà äåéñòâèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ äâèãàòåëåé ïåðåìåííîãî òîêà.
Âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå ìîæíî ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ äâóõ
îäèíàêîâûõ êàòóøåê, ïèòàåìûõ ïåðåìåííûì òîêîì, åñëè èõ îñè ñäâè-
íóòû â ïðîñòðàíñòâå îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà íà óãîë
2/
π
, à òàêæå ñ
ïîìîùüþ òðåõ îäèíàêîâûõ êàòóøåê, îñè êîòîðûõ ñäâèíóòû â ïðîñòðàí-
ñòâå íà óãîë
3/2
π
, åñëè ïèòàòü ýòè êàòóøêè îò ñèììåòðè÷íîé
òðåõôàçíîé ñèñòåìû òîêîâ. Âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè êàæäîé êàòóøêè
(ôàçû) âñåãäà íàïðàâëåí ïî åå îñè (ðèñ. 2.1,à). Åñëè ÷åðåç êàòóøêó
43
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
ïðîïóñòèòü ïåðåìåííûé ñèíóñîèäàëüíûé òîê, òî âäîëü îñè ñîçäàåòñÿ
ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå, èçìåíÿþùååñÿ âî âðåìåíè ïî
ñèíóñîèäàëüíîìó çàêîíó (ðèñ. 2.1,á).
Ðèñ. 2.1
Åñëè èìåþòñÿ äâå îäèíàêîâûå êàòóøêè À è Â (ðèñ. 2.2,à), îñè
êîòîðûõ ðàñïîëîæåíû âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíî, òî âäîëü îñè êàæäîé
êàòóøêè îáðàçóåòñÿ ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå. Ïîëÿ ýòèõ êàòóøåê
íàêëàäûâàþòñÿ äðóã íà äðóãà, è â àêòèâíîé çîíå êàòóøåê (â ñåðåäèíå
óñòðîéñòâà) îáðàçóåòñÿ åäèíîå ðåçóëüòèðóþùåå ìàãíèòíîå ïîëå, õàðàê-
òåðèçóþùååñÿ âåêòîðîì ñóììàðíîé ìàãíèòíîé èíäóêöèè Â (ðèñ. 2.2,á).
Òàê êàê íàïðàâëåíèÿ ìàãíèòíûõ ïîëåé êàòóøåê âçàèìíî ïåðïåíäèêó-
ëÿðíû, òî ðåçóëüòèðóþùàÿ ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ
22
BA
BBB
+= .
Åñëè èíäóêöèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ â êàòóøêå À
tBB
mA
ω
sin=
, à â
êàòóøêå Â èíäóêöèÿ
tBtBB
mmB
ωπω
cos)2/sin( =+=
, òî èíäóêöèÿ
ðåçóëüòèðóþùåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
mm
BttBB
=+=
ωω
22
cossin
.
Òàêèì îáðàçîì, èíäóêöèÿ ðåçóëüòèðóþùåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
ñèñòåìû èç äâóõ îäèíàêîâûõ âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ êàòóøåê, ñêëà-
äûâàþùàÿñÿ èç äâóõ ïåðåìåííûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé, ïîñòîÿííà è ðàâíà
m
B
. Âåêòîð èíäóêöèè ðåçóëüòèðóþùåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
m
BB
=
îáðàçóåò ñ âåêòîðîì
B
B
óãîë
α
, êîòîðûé ìîæíî îïðåäåëèòü èç
ñîîòíîøåíèÿ
44
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
tarctgttarctgBBarctg
BA
ωωωα
=== )cos/(sin)/(
.
Óãîë t
ωα
= , îáðàçóåìûé âåêòîðîì èíäóêöèè ðåçóëüòèðóþùåãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ Â ñ âåêòîðîì
B
B
, íåïðåðûâíî èçìåíÿåòñÿ è çà âðåìÿ
îäíîãî ïåðèîäà
T
ïîâîðà÷èâàåòñÿ íà óãîë
ππωα
2/2 === TTt
, ò.å.
èìååòñÿ âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå, ïîëó÷èâøåå íàçâàíèå äâóõ-
ôàçíîãî âðàùàþùåãîñÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ.
Èòàê, ìàãíèòíîå ïîëå, âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè êîòîðîãî âðà-
ùàåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå, íàçûâàåòñÿ âðàùàþùèìñÿ ìàãíèòíûì ïîëåì.
Âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå, ó êîòîðîãî âåêòîð ìàãíèòíîé èíäóêöèè
íå èçìåíÿåòñÿ ïî âåëè÷èíå è âðàùàåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé óãëîâîé
ñêîðîñòüþ, íàçûâàåòñÿ êðóãîâûì.
Ðèñ. 2.2
Åñëè ñèñòåìà êàòóøåê îáðàçóåò îäíó ïàðó ïîëþñîâ ð=1 (îäèí
ñåâåðíûé è îäèí þæíûé ïîëþñ, ðèñ. 2.2,à), ò.å. äâóõïîëþñíîå ìàãíèò-
íîå ïîëå, òî ïîëå äåëàåò ïîëíûé îáîðîò çà âðåìÿ îäíîãî ïåðèîäà
T
, à
óãëîâàÿ ÷àñòîòà
.2/2
f
T
ππω
== (2.1)
Ïðè ÷àñòîòå ïåðåìåííîãî òîêà
f
÷àñòîòà âðàùåíèÿ ïîëÿ (â îáî-
ðîòàõ â ìèíóòó)
45
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
.60
f
n
o
= (2.2)
Èç (2.2) ñëåäóåò, ÷òî ÷àñòîòà âðàùåíèÿ ïîëÿ äâóõïîëþñíûõ ìàãíèò-
íûõ êàòóøåê, âêëþ÷àåìûõ â ïðîìûøëåííóþ ñåòü ñ ÷àñòîòîé f = 50 Ãö,
f
n
o
60
=
= = 3000 îá/ìèí.
Ðàññìîòðèì òðåõôàçíóþ ñèñòåìó. Äëÿ ýòîãî âîçüìåì òðè êàòóøêè,
÷åðåç êîòîðûå ïðîõîäÿò òðè òîêà, è ðàçìåñòèì èõ â ïðîñòðàíñòâå ïîä
óãëîì 120° îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà (ðèñ. 2.3, à).
Åñëè ïðèíÿòü íàïðàâëåíèå òîêîâ â ñå÷åíèè êàòóøåê òàêèìè, êàê
ïîêàçàíî íà ðèñóíêå (êðåñòèê òîê íàïðàâëåí îò íàáëþäàòåëÿ, òî÷êà
ê íàáëþäàòåëþ), òî â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâèëîì ïðàâîõîäîâîãî âèíòà
ìàãíèòíûé ïîòîê è ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ êàæäîé èç êàòóøåê íàïðàâëåíû
âäîëü îñåé (óêàçàíî ñòðåëêàìè). Âäîëü îñè êàæäîé èç êàòóøåê
îáðàçóåòñÿ ñâîå ïåðåìåííîå ìàãíèòíîå ïîëå. Ýòè ïîëÿ, íàêëàäûâàÿñü,
ñîçäàþò â àêòèâíîé çîíå êàòóøåê åäèíîå ðåçóëüòèðóþùåå ïîëå,
õàðàêòåðèçóþùååñÿ âåêòîðîì ñóììàðíîé ìàãíèòíîé èíäóêöèè Â. Íà
ðèñ.2.3,á ïðåäñòàâëåíû ãðàôèêè ìãíîâåííûõ çíà÷åíèé òîêîâ â ôàçàõ
(êàòóøêàõ) òðåõôàçíîé ñèñòåìû.
Èç ïðèâåäåííûõ äèàãðàìì âèäíî, ÷òî çà îäèí ïåðèîä ñèíóñîèäàëü-
íîãî òîêà âåêòîð ðåçóëüòèðóþùåé ìàãíèòíîé èíäóêöèè äåëàåò ïîâîðîò
íà 360° è âðàùàåòñÿ â ïëîñêîñòè îñåé êàòóøåê ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå ñ
óãëîâîé ÷àñòîòîé
ω
, ñîîòâåòñòâóþùåé ÷àñòîòå ïåðåìåííîãî òîêà.
Åñëè ÷åðåç êàòóøêè À,  è Ñ ïðîòåêàþò ñèíóñîèäàëüíûå òîêè,
ñäâèíóòûå ïî ôàçå íà óãîë
3
/
2
π
, ò.å.
t
Ii
m
A
ω
sin
=
,
)120sin( °−= tIi
mB
ω
,
)120sin()240sin( °+=°−= tItIi
mmC
ωω
, òî ìàã-
íèòíûå èíäóêöèè ýòèõ êàòóøåê, ïðîïîðöèîíàëüíûå òîêàì â ëèíåéíûõ
öåïÿõ, ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå óðàâíåíèé
);sin( tBB
mA
ω
= );120sin( °−= tBB
mB
ω
).
120
sin(
°+=
tBB
mC
ω
(2.3)
Ïðåîáðàçîâàâ âûðàæåíèå (2.3) ñ ïîìîùüþ ôîðìóëû Ýéëåðà, ìîæíî
ïîêàçàòü, ÷òî
)90(
5.1
2
3
°−−−
=−=
tj
m
tj
m
eBeB
j
B
ωω
&
. (2.4)
Èòàê, âåêòîð ðåçóëüòèðóþùåé ìàãíèòíîé èíäóêöèè, ðàâíûé
m
B
5,1
,
ïîñòîÿíåí è âðàùàåòñÿ â îòðèöàòåëüíîì íàïðàâëåíèè ñ óãëîâîé
÷àñòîòîé
ω
.Ìàãíèòíîå ïîëå ïåðåìåùàåòñÿ â ñòîðîíó òîé ôàçû, â êîòîðîé
îæèäàåòñÿ áëèæàéøèé ìàêñèìóì. Ïóòåì èçìåíåíèÿ ÷åðåäîâàíèÿ òîêà
â ôàçàõ îñóùåñòâëÿþò èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ ïîëÿ. Íà
46
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
Ðèñ. 2.3
47
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
ïðàêòèêå äëÿ èçìåíåíèÿ íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ ïîëÿ äîñòàòî÷íî
ïîìåíÿòü ìåñòàìè ïîäêëþ÷åíèå ïðîâîäîâ, ïîäâîäÿùèõ òîê èç
òðåõôàçíîé ñåòè ê ëþáûì äâóì ôàçàì.
2.2. Óñòðîéñòâî è ïðèíöèï äåéñòâèÿ
àñèíõðîííûõäâèãàòåëåé
2.2.1. Óñòðîéñòâî òðåõôàçíûõ àñèíõðîííûõ äâèãàòåëåé
Âñå òðåõôàçíûå àñèíõðîííûå äâèãàòåëè èìåþò êîíñòðóêòèâíî
îäèíàêîâûå ñòàòîðû è ðàçëè÷àþòñÿ âûïîëíåíèåì îáìîòêè ðîòîðà. Ïî
êîíñòðóêöèè îáìîòêè ðîòîðà ýòè äâèãàòåëè ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà äâà òèïà:
ñ êîðîòêîçàìêíóòîé îáìîòêîé è ñ ôàçíîé îáìîòêîé.
Òðåõôàçíûé äâèãàòåëü ïðåäíàçíà÷åí äëÿ âêëþ÷åíèÿ â òðåõôàçíóþ
ñåòü, ïîýòîìó îí äîëæåí èìåòü îáìîòêó ñòàòîðà, ñîñòîÿùóþ èç
òðåõôàçíûõ îáìîòîê. Äëÿ óñèëåíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ïðèäàíèÿ åìó
íåîáõîäèìîé ôîðìû ñåðäå÷íèêè ñòàòîðà è ðîòîðà âûïîëíÿþò èç
ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé ñòàëè (äëÿ óìåíüøåíèÿ ïîòåðü â ñòàëè ñåðäå÷íèêè
ñîáèðàþò èç òîíêèõ ëèñòîâ ýëåêòðîòåõíè÷åñêîé ñòàëè, èçîëèðîâàííûõ
äðóã îò äðóãà ñëîåì ëàêà).
Íà ðèñ. 2.4 ïîêàçàí ïîïåðå÷íûé ðàçðåç àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ,
ñîñòîÿùåãî èç êîðïóñà (ñòàíèíà) ñòàòîðà 1, ñåðäå÷íèêà ñòàòîðà 2,
îáìîòêè ñòàòîðà 3, ñåðäå÷íèêà ðîòîðà 4, îáìîòîê ðîòîðà 5, âîçäóøíîãî
çàçîðà ìåæäó âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòüþ ñåðäå÷íèêà ñòàòîðà è
ïîâåðõíîñòüþ ðîòîðà 6, âåíòèëÿöèîííûõ êàíàëîâ 7, âàëà ðîòîðà 8.
Ðèñ. 2.4
48
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
Ðàíåå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå ïðè ð=1 è
f
=50 Ãö èìååò ÷àñòîòó âðàùåíèÿ n=3000 îá/ìèí. Åñëè æå òðåáóåòñÿ
ìåíüøàÿ ÷àñòîòà âðàùåíèÿ, òî íåîáõîäèìî óìåíüøèòü ÷àñòîòó âðàùåíèÿ
ïîëÿ (ïðèìåíÿÿ ñòàòîðû ñ ìíîãîïîëþñíûìè îáìîòêàìè). Â ìíîãîïîëþñ-
íîé îáìîòêå êàæäîé ïàðå ïîëþñîâ âðàùàþùåãîñÿ ïîëÿ ñîîòâåòñòâóþò
òðè êàòóøêè. Åñëè æå íåîáõîäèìî èìåòü ð ïàð ïîëþñîâ, òî ÷èñëî êàòóøåê
îáìîòêè ñòàòîðà ðàâíî Çð (ïî ð êàòóøåê â êàæäîé ôàçíîé îáìîòêå).
Ðàññìîòðèì óñòðîéñòâî ðîòîðîâ àñèíõðîííûõ äâèãàòåëåé.
Êîðîòêîçàìêíóòûé ðîòîð ñîñòîèò èç ñòàëüíîãî âàëà, öèëèíäðè÷åñêîãî
ñåðäå÷íèêà, íàñàæåííîãî íà âàë ðîòîðà, êîðîòêîçàìêíóòîé îáìîòêè è
ëîïàñòåé, îñóùåñòâëÿþùèõ âåíòèëÿöèþ ìàøèíû. Ðîòîð àñèíõðîííîãî
äâèãàòåëÿ óäåðæèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ áîêîâûõ ïîäøèïíèêîâûõ ùèòîâ,
ïðèêðåïëåííûõ áîëòàìè ê êîðïóñó ìàøèíû. Íà ðèñ. 2.5,à ïîêàçàí
ïðîäîëüíûé ðàçðåç àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ñ êîðîòêîçàìêíóòûì
ðîòîðîì, íà ðèñ. 2.5,á ñõåìà åãî âêëþ÷åíèÿ. Íà ðèñóíêå 1 êîðïóñ; 2
ñåðäå÷íèê ñòàòîðà; 3 ëîáîâàÿ ÷àñòü îáìîòêè ñòàòîðà, ò.å. ÷àñòü,
íàõîäÿùàÿñÿ âíå ïàçîâ; 4 ñåðäå÷íèê ðîòîðà; 5 âàë; 6 ïîäøèïíèê;
7 ïîäøèïíèêîâûé ùèò.
Ðèñ. 2.5
Ñåðäå÷íèê ðîòîðà èìååò âäîëü ïîâåðõíîñòè ïðîäîëüíûå ïàçû, â
êîòîðûå óêëàäûâàåòñÿ îáìîòêà, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé íåèçîëèðîâàí-
íûå ìåäíûå èëè àëþìèíèåâûå ñòåðæíè, çàìêíóòûå íàêîðîòêî íà òîð-
öàõ ðîòîðà äâóìÿ òîðöîâûìè êîëüöàìè. Åñëè ýòó îáìîòêó ìûñëåííî
âûíóòü èç ñòàëüíîãî öèëèíäðè÷åñêîãî ñåðäå÷íèêà ðîòîðà, òî îíà áóäåò
49
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
âûãëÿäåòü êàê áåëè÷üÿ êëåòêà (ðèñ. 2.6). Äâèãàòåëè, ïîñòðîåííûå ñ èñ-
ïîëüçîâàíèåì òàêîãî ðîòîðà, íàçûâàþò àñèíõðîííûìè äâèãàòåëÿìè ñ
áåëè÷üåé êëåòêîé. Øèðîêî ïðèìåíÿþò è äâèãàòåëè ñ äâîéíîé áå-
ëè÷üåé êëåòêîé äâèãàòåëè ñ ðîòîðîì ñïåöèàëüíîé êîíñòðóêöèè,
ïðèìåíÿåìûì äëÿ óëó÷øåíèÿ ïóñêîâûõ ñâîéñòâ äâèãàòåëÿ.
Ðèñ. 2.6
Ó äâèãàòåëåé ñ ôàçíûì ðîòîðîì â ïðîäîëüíûå ïàçû ñåðäå÷íèêà
ðîòîðà óêëàäûâàþò òðè îäèíàêîâûå èçîëèðîâàííûå îáìîòêè (ôàçû), âû-
ïîëíåííûå ïî òèïó ñòàòîðíîé îáìîòêè. Ñ ïîìîùüþ ùåòîê, ïðèæèìàþ-
ùèõñÿ ê êîíòàêòíûì êîëüöàì, âêàæäóþ ôàçó îáìîòêè ðîòîðà ìîæíî ââå-
ñòè äîáàâî÷íîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå îò òðåõôàçíîãî ðåîñòàòà. Ñ
óâåëè÷åíèåì àêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îáìîòêè ðîòîðà óìåíüøàåòñÿ ïóñ-
Ðèñ. 2.7
50
Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò
êîâîé òîê, ò.å. îáëåã÷àåòñÿ ïóñê äâèãàòåëÿ, à òàêæå óâåëè÷èâàåòñÿ ïóñ-
êîâîé ìîìåíò âïëîòü äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ. Êðîìå òîãî, èçìå-
íÿÿ ñ ïîìîùüþ ðåîñòàòà àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå öåïåé ðîòîðà, ìîæíî
ðåãóëèðîâàòü ÷àñòîòó âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ. Òðåõôàçíûé àñèíõðîííûé
äâèãàòåëü ñ ôàçíûì ðîòîðîì (ðèñ. 2.7) ñîñòîèò èç îáìîòêè ñòàòîðà 1,
îáìîòêè ðîòîðà 2, âàëà 3, êîíòàêòíûõ êîëåö 4, ðåîñòàòà 5.
Ïî êîíñòðóêòèâíîìó âûïîëíåíèþ äâèãàòåëè ñ êîðîòêîçàìêíóòûì
ðîòîðîì ïðîùå äâèãàòåëåé ñ êîíòàêòíûìè êîëüöàìè. Îíè áîëåå íàäåæíû
â ðàáîòå, íî èìåþò ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé ïóñêîâîé ìîìåíò.
2.2.2. Ïðèíöèï äåéñòâèÿ àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ
 îáìîòêå ñòàòîðà àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ ïðè ïðîõîæäåíèè ïåðå-
ìåííîãî òîêà âîçáóæäàåòñÿ âðàùàþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå, êîòîðîå,
ïåðåñåêàÿ ïðîâîäíèêè îáìîòêè ðîòîðà, íàâîäèò â íèõ ïåðåìåííóþ ÝÄÑ.
Òàê êàê îáìîòêà ðîòîðà çàìêíóòà, òî íàâåäåííàÿ ÝÄÑ âûçûâàåò â ðîòîðå
òîê. Â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ ïðîâîäíèêîâ ñ òîêîì ðîòîðà è
âðàùàþùåãîñÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ âîçíèêàåò ñèëà, çàñòàâëÿþùàÿ ðîòîð
âðàùàòüñÿ â íàïðàâëåíèè âðàùåíèÿ ïîëÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïðèíöèï
ðàáîòû àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ îñíîâàí íà èñïîëüçîâàíèè âçàèìîäåé-
ñòâèÿ âðàùàþùåãîñÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ñîçäàâàåìîãî ïåðåìåííûì
òîêîì â îáìîòêå ñòàòîðà è ïðîâîäíèêàìè ñ òîêîì îáìîòêè ðîòîðà. Òàê
êàê âðàùåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñòàòîðà ïðîèñõîäèò àñèíõðîííî ñ
âðàùåíèåì ðîòîðà äâèãàòåëÿ, òî äâèãàòåëü íàçûâàþò àñèíõðîííûì.
Íà ðèñ. 2.8 ñõåìàòè÷åñêè ïîêàçàí ñåâåð-
íûé ïîëþñ âðàùàþùåãîñÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
êîòîðûé ïåðåìåùàåòñÿ ïî õîäó ÷àñîâîé
ñòðåëêè ñ ÷àñòîòîé âðàùåíèÿ n
0
(îá/ñ). Äîïóñ-
òèì, â íà÷àëüíûé ìîìåíò ðîòîð íåïîäâèæåí è
ïîä ñåâåðíûì ïîëþñîì íàõîäèòñÿ îäèí èç
ïðîâîäíèêîâ îáìîòêè ðîòîðà. Äâèæåíèå ïîëþñà
ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå îòíîñèòåëüíî ýòîãî
ïðîâîäíèêà ðàâíîñèëüíî äâèæåíèþ ïðîâîäíè-
êà ïðè íåïîäâèæíîì ïîëþñå ïðîòèâ ÷àñîâîé
ñòðåëêè. Ïðè òàêîì íàïðàâëåíèè äâèæåíèÿ
ïîëþñà, ñîãëàñíî ïðàâèëó ïðàâîé ðóêè, íàâå-
äåííûé âïðîâîäíèêå îáìîòêè ðîòîðà òîê
íàïðàâëåí ê÷èòàòåëþ (îòìå÷åíî òî÷êîé). Ïî ïðàâèëó ëåâîé ðóêè íàõîäèì,
÷òî íà ïðîâîäíèê ðîòîðà ñ òîêîì çàäàííîãî íàïðàâëåíèÿ äåéñòâóåò
ýëåêòðîìàãíèòíàÿ ñèëà F, êîòîðàÿ íàïðàâëåíà â ñòîðîíó âðàùåíèÿ
ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïîä äåéñòâèåì ýòîé ýëåêòðîìàãíèòíîé ñèëû ðîòîð
àñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ âðàùàåòñÿ â òîì æå íàïðàâëåíèè, â êîòîðîì
âðàùàåòñÿ ìàãíèòíîå ïîëå ñòàòîðà, íî ñ íåñêîëüêî ìåíüøåé ÷àñòîòîé.
Ðèñ. 2.8