Намагнічуючі сили і струми асинхронного електродвигуна
Основний магнітний потік Ф в асинхронному двигуні створюється спільною дією сил, що намагнічують обмоток статора F1 і ротора F2
Ф = (F1 + F2) / Rм = F0 / Rм,
де Rм - магнітний опір магнітної системи двигуна потоку Ф;
F0 = F1 + F2 - результуюча сила, що намагнічує (н.с.) асинхронного двигуна, що чисельно дорівнює н.с. обмотки статора в режимі холостого ходу.
Величина цієї н.с. визначається виразом
F0 = 0,45 m1 (I0? 1 / p) K1,
де I0 - струм холостого струму, тобто струм в обмотці статора в режимі холостого ходу.
Намагнічуючі сили обмоток статора і ротора в режимі навантаженого двигуна
F1 = 0,45 m1 (I1? 1 / p) K1,
F2 = 0,45 m2 (I2? 2 / p) K2,
де m1 - число фаз в обмотці ротора;
K2 - обмотувальний коефіцієнт обмотки ротора.
При змінах навантаження на валу двигуна змінюються струми I1 і I2 в обмотках, що викликає відповідні зміни намагнічують сил обмоток статора і ротора. Але основний магнітний потік Ф при цьому зберігається незмінним. Справа в тому, що напруга, підведене до обмотці статора, незмінно (U1 = const) і майже повністю врівноважується електрорушійної силою (е.р.с.) Е1 обмотки статора
Але, оскільки е.р.с. Е1 пропорційна основному потоку Ф, то останній при змінах навантаження залишається незмінним. Цим і пояснюється те, що, незважаючи на зміни н. с. F1 і F2, результуюча н. с. F0 залишається незмінною,
F0 = F1 + F2 = const.
Підставивши замість F0, F1 і F2 їх значення (див. Формули вище), отримаємо
0,45 m1 (I0? 1 / p) K1 = 0,45 m1 (I1? 1 / p) K1 + 0,45 m2 (I2? 2 / p) K2.
Розділивши цю рівність на m1 (? 1 / p) K1, отримаємо рівняння струмів асинхронного двигуна
I0 = I1 [(m2? 2K2) / (m1? 1K1)] I2 = I1 I'2).
Величина I'2 = [(m2? 2K2) / (m1? 1K1)] I2 є струм ротора, приведений до обмотки статора.
Перетворивши рівняння струмів, отримаємо вираз струму статора
з якого випливає, що струм статора асинхронного двигуна має дві складові: намагнічує і складову, яка компенсує розмагнічуюче дію струму статора.
Отже, струм ротора I'2 надає на магнітну силу двигуна таке ж розмагнічуюче вплив, як і струм вторинної обмотки трансформатора. Цим пояснюється те, що будь-яка зміна навантаження на валу двигуна супроводжується відповідною зміною струму в обмотці статора I1. Справа в тому, що зміна навантаження на валу двигуна викликає зміна ковзання s. Це, в свою чергу, впливає на е.р.с. обмотки ротора, отже, і на величину струму ротора I2. Але так як струм I2 надає розмагнічуючі вплив на магнітну ланцюг двигуна, то його зміни викликають відповідні зміни струму в ланцюзі статора I1 за рахунок складової -I'2. Так, наприклад, в режимі холостого ходу, коли навантаження на валу двигуна відсутній і s. 0, струм I'2. 0.
У цьому випадку струм в обмотці статора I1. I0. Якщо ж ротор загальмувати, чи не відключаючи обмотки статора від мережі (режим короткого замикання), то ковзання s = 1 і е.р.с. обмотки ротора Е2s досягає свого найбільшого значення Е2. Також найбільшого значення досягає ток I'2, а отже, і струм в обмотці статора I1.