ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Глава   десятая
АСИНХРОННЫЕ  МАШИНЫ

10.4 ЭДС ОБМОТКИ СТАТОРА

Вращающееся магнитное поле, распределенное синусоидально вдоль воздушного зазора, пересекает проводники обмотки статора и наводит в них переменную, изменяющуюся синусоидально во времени ЭДС E1.

Среднее значение ЭДС в одном витке Е'ср можно определить с помощью закона электромагнитной индукции:

где Вср — среднее значение магнитной индукции вращающегося магнитного поля; l — длина проводника обмоток статора; v0 — скорость движения магнитного поля относительно проводников обмотки статора.

Скорость движения магнитного поля

где    D — внутренний    диаметр    сердечника    статора;    n0 = 60f1/p — частота вращения магнитного поля.

Подставив в (10.15) вместо v0 его значение из (10.16), получим

Е'ср = 2Bсрl	πD		60f1	,
	60		p

где  BcplπD/2p= Ф — магнитный  поток  одного  полюса  двигателя.

Следовательно,

Е'ср = 4Фf1.

Рис. 10.13. Расположение секций фазы обмотки статора двигателя (а); потоки рассеяния статора и ротора (б)

Выразим Е'ср через действующее значение Е':

Из выражения (10.17) вытекает, что действующее значение ЭДС в одном витке фазы обмотки двигателя

Е' =	π	4f1Ф = 4,44f1Ф.
	2√2

Если бы оси секций одной фазы обмотки совпадали, то результирующая ЭДС Е1 одной фазы обмотки равнялась бы произведению   ЭДС   одного   витка   Е'   на   число   витков   фазы:

Полученное выражение ЭДС имеет тот же вид, что и для трансформатора. Однако в связи с тем, что фаза обмотки статора состоит из нескольких секций, расположенных в разных пазах (рис. 10.13, а) и сдвинутых в пространстве на угол θ, ЭДС в каждой секции будут сдвинуты во времени также на угол θ. Вследствие этого результирующая ЭДС одной фазы обмотки будет определяться не арифметической, а геометрической сум­мой ЭДС секций.

Поэтому в выражение (10.18) вводится поправочный коэффициент k01, равный отношению модуля геометрической суммы ЭДС секций обмотки к арифметической сумме:

k01 = |ΣЕ'|/ΣЕ'.

Этот коэффициент называется обмоточным.

Следует отметить, что обмотки выполняются с укороченным шагом, что приводит к увеличению угла θ. Обмоточный коэффициент k01 = 0,91÷0,95.

Таким образом, расчетная формула ЭДС обмотки статора имеет вид

Е1 = 4,44f1w1Фk01.

Как вытекает из уравнения электрического равновесия цепи статора, которое имеет тот же вид, что и уравнение первичной цепи трансформатора,

U1 = - Е1 + I1r1 + jI1х1,

и если пренебречь падением напряжения в обмотке статора, то ЭДС будет равна напряжению на обмотке статора: