Саморегулирование асинхронных двигателей (АД)

Асинхронные двигатели, как и все электрические машины, обладают свойством саморегулирования. Это свойство заключается в следующем, при изменении противодействующего момента , создаваемого рабочим механизмом, автоматически изменяется вращающий момент двигателя

и восстанавливается нарушенное равновесие моментов (независимо от причины нарушения равновесия).

Равновесие моментов устанавливается при новом значении скорости вращения вала ЭД.

Необходимым условием работы асинхронного двигателя (АД) является скольжения S:

где: – угловая скорость вращающегося поля статора,

частота тока питающей сети;

– число пар полюсов статора двигателя;

– угловая скорость ротора двигателя.

Таким образом, поле статора относительно ротора вращается с угловой скоростью (то есть как проскальзывает по отношению к ротору):

С этой скоростью поле статора пересекает обмотку ротора и индуцирует (наводит) в роторе ЭДС изменяющееся с частотой :

(11-3)

При выводе уравнение умножили и разделили на .

При изменении нагрузки на валу двигателя скорость ротора изменяется, соответственно изменяется скольжение S, частота тока в роторе и ЭДС ротора.

Если обозначить через – ЭДС неподвижного ротора. Тогда для вращающегося ротора получим ЭДС – :

(11-4)

подставим значение , получим, что ЭДС вращающегося ротора зависит от скольжения:

(11-5)

Тогда по закону Ома получим ток в роторе:

Выражение (2.5) соответствует неподвижному ротору с сопротивлением и , в котором под действием ЭДС создается ток ротора .

Для того, чтобы рассматривать ротор совместно со статором (при отсутствии между ними электрической связи) параметры цепи ротора заменим приведенным (через коэффициент трансформации ) значениями к цепи статора:

где и – соответственно число витков в обмотке статора и ротора.

Каждому режиму АД соответствует определенная область скольжения:

от генераторный режим (отрицательное скольжение, – скорость ротора больше – скорости поля статора) ;

от ; двигательный режим (скорость ротора меньше скорости поля статора);

от ; режим противовключения (поле вращается против (навстречу) ротора).

Существует два промежуточных режима :

идеальный холостой ход (момент );

короткое замыкание (ротор стоит);

Если для АД, работающего с установившейся скоростью и моментом механизма , увеличить момент сопротивления на валу до значения , то скорость ротора будет падать. Скольжение будет увеличиваться. При увеличении скольжения будет расти ЭДС в фазе ротора , соответственно будет расти ток ротора и электромагнитный момент двигателя.