ГЛАВА X
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ
§ 85. "Гистерезисный" момент.
В железе ротора работающего асинхронного двигателя развиваются потери на гистерезис и токи Фуко.
Величина токов Фуко в роторе сильно ограничена тем, что ротор обычно набирается из листового железа, поверхность которого покрывается изолирующим слоем.
Величина потерь на гистерезис в роторе зависит от качества железных листов.
Как токи Фуко в железе ротора, так и гистерезис могут послужить причиной образования дополнительных полезных моментов вращения.
Если роль токов Фуко в железе ротора в смысле образования добавочного крутящего момента вполне ясна, то этого нельзя сказать про гистерезис и обусловленный им так называемый гистерезисный момент.
Для объяснения последнего явления на фиг. 93 представлен чертеж.
На этой фигуре для наглядности полюса статора N1— N1— N1 и соответственные противолежащие полюса ротора S2 — S2— S2 показаны заштрихованными.
Обращаясь к фиг. 93, необходимо представить себе, что полюса статора вращаются в пространстве с синхронной скоростью n1 и что полюса ротора в пространстве вращаются с такой же синхронной скоростью, "скользя" относительно железа ротора со скоростью, соответствующей асинхронизму. Ротор при этом вращается в ту же сторону. что и вращающееся поле, но с меньшей скоростью n2.
| Фиг. 93. Чертеж, поясняющий возникновение "гистерезисного" момента. |  |
Если бы в роторе совершенно отсутствовали потери на гистерезис, то против середины полюсов статора N1— S1— N1— S1... располагались бы точно соответственные середины полюсов ротора N2 — S2 — N2 — S2 (вызванные результирующими намагничивающими ампервитками). Благодаря явлению гистерезиса, однако, происходит отставание и оси полюсов ротора N2 — S2 — N2 — S2 оказываются смещенными на некоторый угол β в сторону отставания относительно полюсов статора N1— S1— N1— S1
Благодаря этому между полюсами статора N1 и ротора S2 появляется сила, которая создает дополнительный, так называемый "гистерезисный" момент Mh .
Если бы потерь на гистерезис в роторе не было, то мы бы имели β = 0 и "гистерезисного" момента не было бы.
"Гистерезисный" момент и "гистерезисный" угол β не зависят от скорости ротора.
Если ротор двигателя будет приведен возвращение со скоростью выше синхронной (т. е. с "отрицательным" асинхронизмом), то направление и знак "гистерезисного" момента Mh изменятся на обратное.
В этом случае "гистерезисный" момент Mh будет уже не движущим моторным моментом, как раньше, а будет "генераторным" моментом.
Поэтому при переходе ротора через синхронную скорость происходит резкое скачкообразное изменение величины и направления "гистерезисного" момента и мы наблюдаем при этом скачок потребляемой мощности =2Mh.
При нижесинхронной скорости ротора (когда β > 0) энергия, забираемая статорной обмоткой из сети, равна сумме потерь на вихревые токи и гистерезис в статоре (Рf1 + Рh1) и мощности, передаваемой ротору, соответствующей моменту гистерезиса Ph2,
Рhf = Рf1 + Рh1 + Ph2 .
В момент перехода ротора через синхронизм мощность, забираемая статором из сети, делает резкий скачок, равный 2Ph2 ; теперь забираемая из сети мощность равна
P'fh =Pf1 + Ph1 — Ph2 .
Таким образом имеем
Pfh - P'fh = 2Ph2.
Приводя ротор (с разомкнутой обмоткой) во вращение с разной скоростью от вспомогательного двигателя, получим кривую, показанную на фиг. 93а. "Гистерезисный" момент, развиваемый ротором, может быть в известных случаях настолько большим, что может быть достаточным для приведения во вращение вхолостую двигателя с разомкнутым ротором.
 |
 |
| Фиг. 93а. Кривая для нахождения потерь на гистерезис. | Фиг. 94. Схема образования "местных" потоков. |