Нарушение любого из этих условий приводит к тому, что поле становится эллиптическим, т. е. конец вектора магнитного потока описывает не окружность, а эллипс. В этом случае суммарное маг-

Рис 2.27. Зависимость к. п. д. (а) и веса на единицу номинальной мощности (б) от номинальной мощности исполнительных асинхронных микродвигателей:

МП -с полым немагнитлым ротором [(Я)-частота 50Гц; (JS)-частота 400 Гц]; ЭМ-М-с полым немагнитным ротором (400 Гц); ЛИД -с полда немагнитным ротором (400 Гц); ДКМ - с ротором типа беличьей клетки (400 Гц)

нитнос поле Ф при вращении не остается постоянным, а изменяется по величине. Становится переменной и мгновенная скорость вращения вектора Ф в пределах оборота при неизменной средней.

Эллиптическое поле создает меньший вращающий момент, чем круговое такой же амплитуды. Его можно представить как сумму дву* неравных по величине круговых полей, вращающихся с син-

хронной скоростью в противоположные стороны (рис. 2.28, а). Круговое поле Ф, вращающееся в одном направлении с эллиптическим.

называют прямым; второе поле именуют обратным.

Прямое поле создает вращающий момент двигателя, а обратное - тормозящий момент. С увеличением эллиптичности поля за счет изменения углов Р и Y или уменьшения м. д. с. одной из фаз статора прямая составляющая поля и момента убывает, а обратная составляющая растет. Уменьшение результирующего вращающего

Рис. 2.28. Эллиптическое (а) и пульсирующее (б) поля и их составг

ляющие

момента при неизменном моменте нагрузки приводит к снижению скорости вращения ротора. Появление обратного поля обусловливает увеличение потерь, уменьшение механической мощности и к.п.д.

Следует отметить, что увеличение м. д. с. одной из фаз статора по сравнению со значением, соответствующим круговому полю, приводит к появлению эллиптического поля, амплитуда которого больше, чем кругового. При этом возрастают обе составляющие поля и в некотором диапазоне возможно увеличение результирующего вращающего момента по отношению к исходному круговому полю. Однако такое форсирование м. д. с. статора связано с превышением напряжения и токами фазы номинальных значений, соответствующих круговому полю. Это не всегда допустимо, так как вызывает увеличение потерь и дополнительный нагрев двигателя, может привести к насыщению магнитопровода и пробою изоляции.

Когда полностью не выполняется хотя бы одно из условий кругового поля, т. е. Р=0, или у==0, или / =0, или /у=0, поле статора становится пульсирующие и двигатель не развивает вращающего момента при неподвижном роторе. Для объяснения этого явления

заменим пульсирующее магнитное поле Ф (рис. 2.28, б) двумя полями

C>j и Og, вращающимися в противоположные стороны с синхронной скоростью Ш1 и имеющими амплитуды, равные половине амплитуды пульсирующего поля.

При неподвижном роторе оба поля вращаются относительно ротора с синхронной скоростью. Каждое из пих наводит в обмотке ротора токи, равные по величине вследствие равенства полей и относительных скоростей. Возникают равные по величине вращающие

моменты, направление которых противопололшо, как и направление полей. Результирующий момент равен нулю и ротор во вращение прийти не может.

Картина несколько меняется, если поле статора становится пульсирующим при вращении ротора в какую-либо сторону. В этом случае при определенных условиях двигатель может продолжать развивать вращающий момент, так как скольжение его ротора относительно прямого и обратного полей будет уже неодинаковым. Поле статора в исполнительном асинхронном микродвигателе становится пульсирующим при снятии сигнала управления. Следовательно, ротор двигателя может продолжать вращаться при снятом сигнале управления, что недопустимо для исполнительных* двигателей. Это явление, называемое самоходом, рассмотрим подробнее в § 2.7.

Физическое объяснение возникновения электромагнитного момента при пульсирующем поле статора и скольжении 8ф1 заключается в следующем. Пульсирующее поле статора наводит во вращающемся роторе кроме трансформаторной э. д. с. также э. д. с. вращения, сдвинутую по фазе относительно трансформаторной. Токи, вызванные в роторе э. д. с. вращения, создают магнитный поток ротора, сдвинутый в пространстве и во времени по отношению к потоку статора. Результирующее магнитное поле двигателя, образующееся в результате взаимодействия этих двух потоков, получается вращающимся эллиптическим. Направление вращения этого поля зависит от параметров двигателя.

Составим уравнение электромагнитного вращающего момента исполнительного асинхронного микродвигателя. Форма магнитного

Рис. 2.29. Несимметричная система векторов токов и ее симметричные составляющие

поля в двигателе в общем случае эллиптическая. Причем эллиптичность вызвана асимметрией м. д. с. обмоток В я У, т. е. нарушением хотя бы одного из условий кругового поля. Поскольку в большинстве двигателей пространственный угол между обм9тками у=90°, то молшо перейти от асимметрии м. д. с. к асимметрии приведенных токов в обмотках В и У статора двигателя. Это значит, что угол

сдвига р векторов /у и / во времени отличен от 90°, а значения модулей, приведенных к числу витков обмотки возбуждения w, не равны:

/у = /у/хр¥=/в